JP6613554B2 - 画像処理装置およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によるプログラムは、コンピュータに処理を実行させるためのプログラムであって、異なる撮像条件を設定可能な複数の撮像領域を有する撮像素子の第1撮像条件が設定された第1撮像領域で撮像された被写体の第1画像データと、前記撮像素子の第2撮像条件が設定された第2撮像領域で撮像された被写体の第2画像データと、前記第1撮像条件が設定された位置を示し、前記第2撮像条件が設定された位置を示す撮像条件の分布情報と、前記撮像素子で撮像された被写体の種別の分布情報と、が入力される入力処理と、前記撮像条件の分布情報及び前記被写体の種別の分布情報に基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに対する画像処理と、を実行させる。
始めに、本発明の一実施の形態による電子機器(例えば撮像装置10)に搭載する積層型撮像素子22について説明する。なお、この積層型撮像素子22は、本願出願人が先に出願した特願2012−139026号に記載されているものである。図23は、積層型撮像素子22の断面図である。撮像素子22は、入射光に対応した画素信号を出力する裏面照射型撮像チップ2113と、画素信号を処理する信号処理チップ2111と、画素信号を記憶するメモリチップ2112とを備える。これら撮像チップ2113、信号処理チップ2111およびメモリチップ2112は積層されており、Cu等の導電性を有するバンプ2109により互いに電気的に接続される。
静止画撮像機能Aは、撮像画面を複数の部分領域に区切り、それら複数の部分領域に対して個別に撮像条件を設定して静止画を撮像する機能である。
動画撮像機能Aは、撮像画面を複数の部分領域に区切り、それら複数の部分領域に対して個別に撮像条件を設定して、動画を撮像する機能である。静止画撮像機能Aとの違いは、静止画ではなく動画を撮像する点である。静止画ではなく動画を撮像するため、静止画撮像機能Aで述べた「各々の単位グループ32の用途」が、フレームごとに変化する可能性がある。
静止画撮像機能Bは、1回の撮像で、互いに撮像条件が異なる、同一の被写体に関する静止画を同時に複数枚撮像する機能である。
動画撮像機能Bは、1回の撮像で、互いに撮像条件が異なる、同一の被写体に関する動画を同時に撮像する機能である。静止画撮像機能Bとの違いは、静止画ではなく動画を撮像する点である。動画の撮像ではあるものの、動画撮像機能Aのように、ある大グループ81に分類された単位グループ32が、フレームごとに異なる大グループ81に分類されることはない。ただし、フレームレートの設定によっては、あるフレームに含まれていた(あるフレームで有効であった)単位グループ32が、別のフレームには含まれていない(別のフレームでは無効である)ことがある。以下、フレームレートの設定別に、動画撮像機能Bについて説明する。
図11は、全ての大グループ81において、フレームレートが同一の場合の動画撮像機能Bの説明図である。この場合、大グループ81ごとに異なる撮像条件とは、フレームレート以外の撮像条件(例えばシャッタースピード等)である。露出時間は異なるとしても、フレームレート、すなわち信号読み出しの周期は同一であるため、全ての大グループ81において、撮像信号の読み出しはフレームレートに対応する所定周期T1ごとに行われる。
図12は、全ての大グループ81に、互いに異なるフレームレートが設定されている場合の動画撮像機能Bの説明図である。この例において、1番目の大グループ811には60fps、2番目の大グループ812には50fps、3番目の大グループ813には24fps、4番目の大グループ814には25fpsのフレームレートがそれぞれ設定されている。
混合撮像機能は、静止画撮像機能Bと動画撮像機能Bを組み合わせた機能であり、1回の撮像で、互いに撮像条件が異なる、同一の被写体に関する静止画と動画を同時に撮像する機能である。
画像ファイル40が、図5に示す、静止画撮影機能Aにより作成されたファイルであると認識すると、制御部23は、マスク部44から、撮像条件情報61およびマスク情報62aを読み出す。これにより、制御部23は、撮影画面全体のうち、どの範囲(どの単位グループ32)が主要被写体部分なのか、あるいは背景部分なのかを識別することができ、主要被写体部分と背景部分とで画作りを変化させることができる。例えば、主要被写体部分はより先鋭になるようにエッジ強調処理を施し、背景部分にはぼかし処理を施して主要被写体部分を強調することができる。
画像ファイル40が、図7に示す、動画撮影機能Aにより作成されたファイルであると認識すると、制御部23は、マスク部44からマスク情報62aを読み出す。制御部23は、撮影画面全体のうち、どの範囲(どの単位グループ32)が主要被写体部分なのか、あるいは背景部分なのかを判別する。次に、制御部23は、マスク部44から撮像条件情報61を読み出す。これにより、制御部23は、主要被写体部分と背景部分のフレームレートを認識する。次に制御部23は、データ部42の先頭のブロック70から順に、画像情報64、Tv値マップ65、Sv値マップ66、Bv値マップ67、およびAv値情報68を読み出して、動画を構成する各フレームを作成する。
画像ファイル40が、図10に示す、静止画撮影機能Bにより作成されたファイルであると認識すると、制御部23は、マスク部44から、撮像条件情報61およびマスク情報62aを読み出す。これにより、制御部23は、同時に何種類の静止画が撮像されたのか、また、どの単位グループ32がどの静止画を構成しているのかを識別する。すなわち、大グループ81が何個存在し、各単位グループ32がどの大グループ81に属しているのかを識別する。
画像ファイル40が、図13に示す、動画撮影機能Bにより作成されたファイルであると認識すると、制御部23は、マスク部44からマスク情報62aと撮像条件情報61を読み出す。これにより、制御部23は、同時に何種類の動画が撮像されたのか、どの単位グループ32がどの動画を構成しているのか、および、各動画のフレームレートを識別する。すなわち、大グループ81が何個存在し、各単位グループ32がどの大グループ81に属しており、各大グループ81はどのようなフレームレートで撮像されたのかを識別する。次に制御部23は、データ部42の先頭のブロック70から順に、画像情報64、Tv値マップ65、Sv値マップ66、Bv値マップ67、およびAv値情報68を読み出して、各動画を構成する各フレームを作成する。
画像ファイル40が、図15に示す、混合撮影機能により作成されたファイルであると認識すると、制御部23は、マスク部44からマスク情報62aと撮像条件情報61を読み出す。これにより、制御部23は、同時に何種類の動画と何種類の静止画が撮像されたのか、どの単位グループ32がどの静止画および動画を構成しているのか、および、各動画のフレームレートを識別する。すなわち、制御部23は、大グループ81が何個存在し、各大グループ81は静止画なのか動画なのか、動画であればそのフレームレートはいくつか、各単位グループ32がどの大グループ81に属しているかを識別する。次に制御部23は、データ部42の先頭のブロック70から順に、画像情報64、Tv値マップ65、Sv値マップ66、Bv値マップ67、およびAv値情報68を読み出して、各動画を構成する各フレーム、および、各静止画を作成する。
(1)制御部23は、画像の複数の単位グループ32(撮像領域)毎の撮像条件により、単位グループ32毎に画像の処理を行う処理部として機能する。このようにしたので、単位グループ32毎に撮像条件を考慮した画像処理が施される、使い勝手のよい電子機器を提供することができる。
第2の実施の形態に係る撮像装置は、第1の実施の形態に係る撮像装置10と同様の構成を有しているが、静止画撮像機能B、動画撮像機能B、混合撮像機能における画像ファイル40の記録方式が、第1の実施の形態とは異なっている。以下、この点について詳述する。
第1の実施の形態では、第1の画像情報641や第2の画像情報642を、画像ファイル40の再生時に作成すると説明したが、これを予め画像ファイル40に記録するようにしてもよい。換言すると、第2の実施の形態では、大グループ81ごとに別々のサブディレクトリ94に別々のファイルとして記録していた動画や静止画を、単一の画像ファイル40に記録するようにしてもよい。この場合、画像ファイル40内に記録される1フレーム分のデータは、それぞれ1つの大グループ81に対応するものとなる。
第1の実施の形態の説明において、動画撮像機能B、および混合撮像機能により作成される画像ファイル40のデータ部42には、画像情報64や各種のマップ情報が、撮像素子22における単位グループ32の配列通りに記録されると述べた。これを、単位グループ32の配列とは異なる配列にして記録してもよい。以下、この点について詳述する。
動画撮像機能B乃至混合撮像機能において、フレームごとに単位グループ32の用途を変化させてもよい。例えば図20に示すように、奇数フレームでは単位グループ32が1〜4番目の大グループ81にそれぞれ分類されるようにし、撮像条件が異なる4つの画像情報641、642、643、644を含む画像情報64が得られるようにする。そして、偶数フレームでは単位グループ32が5番目の大グループ81にのみ分類されるようにし、単一の画像情報64のみが得られるようにする。つまり、撮像条件が異なり画素数が相対的に少ない複数の画像と、画素数が相対的に多い単一画像とを、時分割的に撮像してもよい。また、上述した変形例1や変形例2にこの変形例3を適用することもできる。
動画撮像機能B乃至混合撮像機能において、1つの単位グループ32が複数の用途を有するようにしてもよい。例えば図21に示すように、単位グループ32が1〜4番目の大グループ81にそれぞれ分類され、且つ、全ての単位グループ32が5番目の大グループ81にも分類されるようにしてもよい。この場合、前者の分類に従って画像ファイル40の再生(現像等)を行うと、4つの画像情報641、642、643、644を含む画像情報64が得られ、後者の分類に従って画像ファイル40の再生(現像等)を行うと、より画素数が多い単一の画像情報64が得られることになる。
静止画撮像機能Bの説明において、マスク情報62上で「0」という番号が割り振られている単位グループ32は、撮像に利用されておらず、データ部42に記録されている画像情報64には、その単位グループ32に関する情報が含まれていないことを表すと述べたが、静止画撮像機能Aや動画撮像機能Aにおいても、「0」という番号が同様の意味を持つようにしてもよい。
画像ファイル40の構造は、上述した各実施の形態と異なっていてもよい。また、画像ファイル40に記録される撮像条件に関する情報は、第1の実施の形態等で説明した情報と異なっていてもよい。例えば、Sv値マップ66など、一部の情報の記録を省略してもよい。逆に、上述したものとは別の情報を更に追加してもよい。また、記録形態は上述した実施形態と異なっていてもよい。例えば、Av値情報68を、Tv値やSv値等と同様に、単位グループ32ごとのAv値を二次元状に配列したAv値マップとして記録してもよい。
上述した各実施の形態では、撮像素子22と制御部23とを有する単一の電子機器である撮像装置について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、外部に設けられた撮像素子22を制御する電子機器にも本発明を適用することができる。以下、撮像素子22を外部に設ける形態について詳述する。
データ部42に、上述した種々の情報とは異なる情報を更に記録してもよい。例えば、周知の測距技術により測定された被写体までの距離情報をデータ部42に記録してもよい。また、この距離情報は、単位グループ32ごとに測定された被写体までの距離を二次元状に配列した、いわゆるデプスマップであってもよい。別の例としては、撮像光学系21の状態(例えば焦点距離等)に関する情報を記録することもできる。また、これらの情報が動画の撮影中に変化することを考慮して、これらの情報をフレームごとに記録してもよい。
上述した各実施の形態では、本発明をレンズ一体型カメラに適用した例について説明を行ったが、例えばレンズ交換型カメラに本発明を適用することも可能である。また、本発明はカメラに限らず、PC、携帯電話、スマートフォン、タブレット等のカメラ付き電子機器にも適用可能である。
Claims (7)
- 異なる撮像条件を設定可能な複数の撮像領域を有する撮像素子の、第1撮像条件が設定された第1撮像領域で撮像された被写体の第1画像データと、前記撮像素子の第2撮像条件が設定された第2撮像領域で撮像された被写体の第2画像データと、前記第1撮像条件が設定された位置を示し、前記第2撮像条件が設定された位置を示す撮像条件の分布情報と、前記撮像素子で撮像された被写体の種別の分布情報と、が入力される入力部と、
前記撮像条件の分布情報及び前記被写体の種別の分布情報に基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに画像処理を行う画像処理部と、を備える画像処理装置。 - 請求項1記載の画像処理装置において、
前記第1撮像条件は、前記第1撮像領域の露出に関する条件であり、
前記第2撮像条件は、前記第2撮像領域の露出に関する条件である画像処理装置。 - 請求項2記載の画像処理装置において、
前記第1撮像領域の露出に関する条件は、前記第1撮像領域で光電変換された電荷により生成された信号を増幅する増幅部の増幅率、または前記第1撮像領域に入射した光を光電変換する光電変換部の電荷蓄積時間であり、
前記第2撮像領域の露出に関する条件は、前記第2撮像領域で光電変換された電荷により生成された信号を増幅する増幅部の増幅率、または前記第2撮像領域に入射した光を光電変換する光電変換部の電荷蓄積時間である画像処理装置。 - 請求項3記載の画像処理装置において、
前記画像処理部は、前記画像処理として、色補間処理、ノイズ軽減処理、色彩調整処理、明るさ調整処理のうちの少なくとも1つを前記第1画像データ及び前記第2画像データに対して行う画像処理装置。 - 請求項4記載の画像処理装置において、
前記第1撮像条件は、前記第1撮像領域で光電変換された電荷により生成された信号を増幅する増幅部の増幅率であり、
前記第2撮像条件は、前記第2撮像領域で光電変換された電荷により生成された信号を増幅する増幅部の増幅率であり、
前記画像処理部は、前記画像処理として、前記第1撮像領域の増幅率と前記第2撮像領域の増幅率とに基づいてノイズ軽減処理を前記第1画像データ及び前記第2画像データに対して行う画像処理装置。 - 請求項5記載の画像処理装置において、
前記画像処理部は、前記第1撮像領域の増幅率が前記第2撮像領域の増幅率より高いと、前記第1画像データに対するノイズ軽減処理の強さ前記第2画像データに対するノイズ軽減処理の強さよりも強くする画像処理装置。 - コンピュータに処理を実行させるためのプログラムであって、
異なる撮像条件を設定可能な複数の撮像領域を有する撮像素子の第1撮像条件が設定された第1撮像領域で撮像された被写体の第1画像データと、前記撮像素子の第2撮像条件が設定された第2撮像領域で撮像された被写体の第2画像データと、前記第1撮像条件が設定された位置を示し、前記第2撮像条件が設定された位置を示す撮像条件の分布情報と、前記撮像素子で撮像された被写体の種別の分布情報と、が入力される入力処理と、
前記撮像条件の分布情報及び前記被写体の種別の分布情報に基づいて、前記第1画像データ及び前記第2画像データに対する画像処理と、を実行させるプログラム。
Priority Applications (5)
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