JP7079080B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るデジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図である。制御部101は、例えば1つ以上のプログラマブルプロセッサ(CPU、MPU)である。制御部101は、例えばROM102に記憶されたプログラムをRAM103に読み込んで実行することにより、デジタルカメラ100の各機能ブロックの動作を制御し、デジタルカメラ100の機能を実現する。
RAM103は、書き換え可能な揮発性メモリであり、プログラムを実行するためにシステムメモリとして用いられたり、データの一時的な記憶領域(バッファメモリ)として用いられたりする。
H0(z)=b0+Σbn・(z^n+z^-n) (式1)
H1(z)=c0+Σcn・(z^n+z^-n) (式2)
ここで、nは0~3の整数であり、係数bnおよびcnの値は以下のとおりである。
b0=0.602949
b1=0.266864
b2=-0.078223
b3=-0.016864
b4=0.026748
c0=1.115087
c1=-0.591271
c2=-0.057543
c3=0.091271
A=(W+X+Y+Z)/4 (式3)
B=(W-X+Y-Z)/4 (式4)
C=(W+X-Y-Z)/4 (式5)
D=(W-X-Y+Z)/4 (式6)
ただし、W、X、Y、Zは以下のとおりである。
W=A+B+C+D(加算部816の出力する加算画像)
X=A-B+C-D(ウェーブレット逆変換部822の出力する差分画像)
Y=A+B-C-D(ウェーブレット逆変換部832の出力する差分画像)
Z=A-B-C+D(ウェーブレット逆変換部842の出力する差分画像)
視差画像復元部805は復元したA像~D像をシフト加算部803に供給する。
アップサンプリング部901、903、911、913は水平方向のアップサンプリングにより画素数を2倍にする。低域フィルタ部902、912は水平方向に低域フィルタ処理を適用する。高域フィルタ部904、914は水平方向に高域フィルタ処理を適用する。アップサンプリング部921、923は垂直方向のアップサンプリングにより画素数を2倍にする。低域フィルタ部922は垂直方向に低域フィルタ処理を適用する。高域フィルタ部924は垂直方向に高域フィルタ処理を適用する。加算部905、915、925はウェーブレット逆変換の中間画像を加算する。
G0(z)=d0+Σdn・(z^n+z^-n) (式7)
G1(z)=e0+Σen・(z^n+z^-n) (式8)
ただし、各係数の値は以下のとおりである。
ここで、nは0~3の整数であり、係数dnおよびenの値は以下のとおりである。
d0=1.115087
d1=0.591271
d2=-0.057543
d3=-0.091271
e0=0.602949
e1=-0.266864
e2=-0.078223
e3=0.016864
e4=0.026748
低域フィルタ部の伝達関数はG0(z)、高域フィルタ部の伝達関数はG1(z)である。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態は第1実施形態で説明したデジタルカメラ100と同じ機能構成によって実施可能である。そのため、第1実施形態と同様の参照数字を用いて説明する。
MOV=VL・RT・Tv (式9)
ただし、VL=√(Vx^2+Vy^2)、RTはフレームレート(フレーム/sec)、Tvはシャッタースピードである。例えばRT=60fps、Tv=1/100秒であれば、MOV=VL・60・1/100[画素]である。
・画像において被写体ブレが視認できない範囲(被写体ブレが閾値以下の場合)の被写体移動量であれば画質を優先した量子化ステップとし、画像において被写体ブレが視認できる範囲の被写体移動量であれば符号量の削減を優先した量子化ステップとする
・画像において被写体ブレが視認できる範囲(被写体ブレが閾値を超える場合)では、差分画像の符号化(あるいは高域成分の符号化)に用いる量子化ステップを、加算画像の符号化に用いる量子化ステップ以上とする
・画像において被写体ブレが視認できる範囲では、第1の被写体移動量MOV1に対する量子化ステップよりも、第2の被写体移動量MOV2(MOV2>MOV1)に対する量子化ステップを大きくする
の3つの1つ以上を満たすように、量子化ステップを決定すればよい。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態は第1実施形態で説明したデジタルカメラ100において、第2実施形態で説明した画像圧縮部203’を用いる機能構成によって実施可能である。そのため、第1および第2実施形態と同様の参照数字を用いて説明する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、本実施形態は第1実施形態で説明したデジタルカメラ100と同じ機能構成によって実施可能である。そのため、第1実施形態と同様の参照数字を用いて説明する。
上述した第1~第4実施形態は、その一部または全部を適宜組み合わせることが可能である。また、第1~第4実施形態は撮像部においてサブバンド分割や符号化などを行う構成について説明した。しかし、撮像部はA/D変換までを行い、サブバンド分割や符号化などは制御部または画像処理部が実行するように構成してもよい。また、第1~第4実施形態におけるサブバンド分割や符号化などは、必ずしも撮影時に実行しなくてもよい。例えば記録済みのRAWに対してこれらの処理を実行することによっても、記録サイズを削減するという効果は得られる。また、第1~第4実施形態においては、符号化処理と復号処理とを同じ装置で行う構成であったが、符号化処理と復号処理とは異なる装置で行ってもよい。また、本発明は説明した実施形態の構成に限定されない。実施形態の構成は特許請求の範囲に記載された範囲で様々な変形および変更が可能であり、それらは全て本発明に含まれる。
Claims (25)
- 複数の視差画像の加減算に基づく複数の第1の差分画像と、前記複数の視差画像の加算に基づく現在の加算画像と過去の加算画像との第2の差分画像とを、高帯域成分を含むサブバンドと高帯域成分を含まないサブバンドとを含む、複数のサブバンドに分割する分割手段と、
前記複数の第1の差分画像と前記第2の差分画像とを符号化する符号化手段と、を有し、
前記符号化手段は、前記複数の第1の差分画像については前記複数のサブバンドの一部のサブバンドのデータのみを符号化し、前記第2の差分画像については前記複数のサブバンドのデータを符号化するとともに、前記複数の第1の差分画像については前記高帯域成分を含むサブバンドのデータを符号化する、
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記現在の加算画像と前記過去の加算画像とから動きベクトルを検出する動き検出手段と、
前記動きベクトルに基づいて、前記符号化手段が用いる量子化ステップを決定する決定手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記決定手段は、符号化対象の領域における被写体ブレが閾値を超える場合には、前記被写体ブレが前記閾値以下の場合よりも大きい前記量子化ステップを決定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記符号化対象の領域の動きベクトルの大きさに基づく被写体移動量が、前記複数の視差画像の取得に用いられた撮像装置の許容錯乱円径より大きい場合に、前記符号化対象の領域における被写体ブレが閾値を超えると判定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、符号化対象の領域における被写体ブレが閾値を超える場合には、第1の被写体移動量に対する量子化ステップよりも、前記第1の被写体移動量より大きい第2の被写体移動量に対する量子化ステップが大きくなるように前記量子化ステップを決定することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、符号化対象の領域における被写体ブレが閾値を超える場合には、前記複数の第1の差分画像の符号化に用いる量子化ステップが、前記第2の差分画像の符号化に用いる量子化ステップ以上となるように前記量子化ステップを決定することを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、符号化対象の領域に対する動きベクトルの分散が第1の値である場合の量子化ステップよりも、前記第1の値より大きい第2の値である場合の量子化ステップが大きくなるように前記量子化ステップを決定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、リフォーカス処理によるピント微調整の効果が低いと想定される符号化対象の領域の符号化に用いる量子化ステップが、前記ピント微調整の効果が低いと想定されない符号化対象の領域の符号化に用いる量子化ステップよりも大きくなるように前記量子化ステップを決定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- シーンチェンジの発生を検出するシーンチェンジ検出手段をさらに有し、
前記現在の加算画像についてシーンチェンジの発生が検出された場合には、前記過去の加算画像として全画素0の画像を用いることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記現在の加算画像と前記過去の加算画像とから動きベクトルを検出する動き検出手段をさらに有し、
前記シーンチェンジ検出手段が、前記動きベクトルに基づいて前記シーンチェンジの発生を検出することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記シーンチェンジ検出手段が、特定の被写体についての前記動きベクトルの累積に基づいて前記シーンチェンジの発生を検出することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記符号化手段は、
前記複数の第1の差分画像については前記複数のサブバンドの前記一部のサブバンドのデータのみを符号化し、前記第2の差分画像については前記複数のサブバンドのデータを符号化する第1のモードと、
前記複数の第1の差分画像および前記第2の差分画像の両方について前記複数のサブバンドのデータを符号化する第2のモードと、
を有し、
前記画像処理装置は、
前記複数の視差画像の少なくとも1対について、視差画像間の像ずれ量を検出する像ずれ量検出手段と、
前記像ずれ量の大きさが第1の大きさの場合には前記第2のモードで、前記像ずれ量の大きさが前記第1の大きさより小さい第2の大きさの場合には前記第1のモードで符号化を行うように前記符号化手段を制御する制御手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記サブバンドの分解レベルが複数であり、前記第1のモードで符号化を行うように前記符号化手段を制御する場合、前記制御手段は、前記第1の差分画像について、
前記像ずれ量の大きさが第3の大きさの場合には第2の分解レベルまでの係数を符号化し、
前記像ずれ量の大きさが前記第3の大きさより小さい第4の大きさの場合には前記第2の分解レベルより低い第1の分解レベルまでの係数を符号化する、
ように前記符号化手段を制御することを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。 - 複数の視差画像の加算に基づく現在の加算画像と過去の加算画像との差分画像の複数のサブバンドを符号化した第1の符号化データと、前記複数の視差画像の加減算に基づく複数の差分画像のそれぞれの、前記複数のサブバンドのうち、高帯域成分を含むサブバンドを符号化した第2の符号化データと、を取得する取得手段と、
前記第1の符号化データのうち、高帯域成分を含まないサブバンドの符号化データを用いて復元した画像に、過去に復元した加算画像の低帯域成分を予測画像として加算して、加算画像の低帯域成分を復元する第1の加算手段と、
前記第1の符号化データのうち、前記高帯域成分を含むサブバンドの符号化データを用いて復元した画像に、過去に復元した加算画像の高帯域成分を予測画像として加算して、加算画像の高帯域成分を復元する第2の加算手段と、
前記第2の加算手段が復元した加算画像の高帯域成分と、前記第2の符号化データから復元した複数の前記差分画像の高帯域成分とから、前記複数の視差画像を復元する復元手段と、
前記復元した前記複数の視差画像を用いてリフォーカス画像を生成する生成手段と、
前記第1の加算手段が復元した前記加算画像の低帯域成分に前記リフォーカス画像を加算する第3の加算手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の加算手段が復元した加算画像の低帯域成分を、前記第1の加算手段が用いる前記過去に復元した加算画像の低帯域成分として保存し、
前記第2の加算手段が復元した加算画像の高帯域成分を、前記第2の加算手段が用いる前記過去に復元した加算画像の高帯域成分として保存する、
記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項14に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記復元した複数の視差画像の高帯域成分をシフト加算することにより前記リフォーカス画像を生成することを特徴とする請求項14または請求項15に記載の画像処理装置。
- 前記第1の符号化データおよび前記第2の符号化データが、リセットされた予測画像を用いてフレーム間予測符号化されている場合、リセットした画像を前記過去に復元した加算画像の低帯域成分および高帯域成分として用いることを特徴とする請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記リセットした画像が、全画素0の画像であることを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。
- 光学系からの光束を受光し、視点の異なる複数のアナログ画像信号を出力する複数の光電変換部を有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される前記複数のアナログ画像信号に基づく複数の第1の差分画像と第2の差分画像とを符号化する請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で符号化された符号化データをメモリに記録する記録手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記符号化手段で符号化され、前記メモリに記録された符号化データを復号し、前記複数のアナログ画像信号の視差を利用した画像処理を施す画像処理回路をさらに有することを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。
- 光学系からの光束を受光し、視点の異なる複数のアナログ画像信号を出力する複数の光電変換部を有する第1半導体基板と、
前記複数のアナログ画像信号に基づく複数の第1の差分画像と第2の差分画像とを符号化する請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の画像処理装置を有する第2半導体基板と、
が積層状に重ねて配置されて構成されることを特徴とする撮像素子。 - 画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
複数の視差画像の加減算に基づく複数の第1の差分画像と、前記複数の視差画像の加算に基づく現在の加算画像と過去の加算画像との第2の差分画像とを、高帯域成分を含むサブバンドと高帯域成分を含まないサブバンドとを含む、複数のサブバンドに分割する分割工程と、
前記複数の第1の差分画像と前記第2の差分画像とを符号化する符号化工程と、を有し、
前記符号化工程は、前記複数の第1の差分画像については前記複数のサブバンドの一部のサブバンドのデータのみを符号化し、前記第2の差分画像については前記複数のサブバンドのデータを符号化するとともに、前記複数の第1の差分画像については前記高帯域成分を含むサブバンドのデータを符号化する、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
複数の視差画像の加算に基づく現在の加算画像と過去の加算画像との差分画像の複数のサブバンドを符号化した第1の符号化データと、前記複数の視差画像の加減算に基づく複数の差分画像のそれぞれの、前記複数のサブバンドのうち、高帯域成分を含むサブバンドを符号化した第2の符号化データと、を取得する取得工程と、
前記第1の符号化データのうち、高帯域成分を含まないサブバンドの符号化データを用いて復元した画像に、過去に復元した加算画像の低帯域成分を予測画像として加算して、加算画像の低帯域成分を復元する第1の加算工程と、
前記第1の符号化データのうち、前記高帯域成分を含むサブバンドの符号化データを用いて復元した画像に、過去に復元した加算画像の高帯域成分を予測画像として加算して、加算画像の高帯域成分を復元する第2の加算工程と、
前記第2の加算工程で復元された加算画像の高帯域成分と、前記第2の符号化データから復元した複数の前記差分画像の高帯域成分とから、前記複数の視差画像を復元する復元工程と、
前記復元した前記複数の視差画像を用いてリフォーカス画像を生成する生成工程と、
前記第1の加算工程で復元された前記加算画像の低帯域成分に前記リフォーカス画像を加算する第3の加算工程と、
を有する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から請求項13のいずれか1項に記載の画像処理装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、請求項14から請求項18のいずれか1項に記載の画像処理装置が有する各手段として機能させるためのプログラム。
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