JP2011130169A - 画像処理装置及び撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像のうちピントの合っている部分(合焦部分)とピントがあっていない部分(非合焦部分)とでは、そのエッジ部分における輝度の遷移パターンが異なるため、(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)により算出されるエッジ差分比が相違する。入力画像にぼかし処理を施して出力画像を生成する際に、エッジ差分比に応じて当該ぼかし処理におけるぼかし度合を変更する。
【選択図】図5
Description
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
本発明に係る画像処理をデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に実施した形態について、図面を参照して説明する。撮像装置は静止画を撮影できるものであれば、動画撮影が可能なものであっても構わない。尚、本願においては、「撮像」と「撮影」を同義で使用する。
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置1の内部構成を示すブロック図である。図1において、撮像装置1は、入射される光を電気信号に変換するCCD又はCMOSセンサなどのイメージセンサ(固体撮像素子)2と、ズームレンズやフォーカスレンズを備え被写体の光学像をイメージセンサ2に結像させるレンズ部3と、イメージセンサ2から出力されるアナログ電気信号である画像信号を増幅する増幅回路(図示せず。)及び当該画像信号をデジタルの画像信号に変換するA/D(Analog/Digital)変換回路(図示せず。)を備えたAFE(Analog Front End)4と、AFE4から出力される複数フレーム分のデジタル画像信号をフレーム単位で一時的に格納するフレームメモリ5と、外部から入力された音声信号を電気信号に変換するマイクロフォン(以下、マイクと記載する。)6と、フレームメモリ5に一時的に格納され画像信号に対して画像処理を施す画像処理部7と、マイク6からのアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、音声処理を施す音声処理部8と、静止画を撮影する場合は画像処理部7からの画像信号に対してJPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮方式など、動画を撮影する場合は画像処理部7からの画像信号と音声処理部8からの音声信号とに対してMPEG(Moving Picture Experts Group)圧縮方式などの圧縮符号化処理を施す圧縮処理部9を備える。
図3は、第1実施例に係る強調画像生成処理の概要を説明するための図である。図3(a)は、撮像装置1による静止画撮影により取得された入力画像100を示している。図3(a)において、人物101は、特定被写体の画像であり、建物102は、背景画像の一つである。
図3(b)は、人物101の或る領域におけるX軸方向の輝度信号の遷移を示す模式図である。人物101はピントが合っているため、輝度変化の境界部分(以下、エッジ部分とも記載する。)であるE地点付近で輝度値が急峻に変化している。従って、E地点を中心とするAB間を極局所領域と、E地点を中心とする極局所領域よりも広いCD間を局所領域と定義すると、極局所領域における輝度の最大値と最小値の差分である輝度差分値と局所領域における輝度差分値は等しくなる。即ち、
(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)=1
となる。
(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)<<1
となる。尚、以下では(極局所領域の輝度差分値)/(局所領域の輝度差分値)をエッジ差分比と記載する。
図10は、画像処理部7における強調画像生成処理の第2実施例を説明する図である。図10において、図5と同一の番号を付している部位は、第1実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。尚、第2実施例では、拡張処理部45には後述する周波数成分比が入力されることになるが、拡張処理部45は第1実施例の場合と同一の処理を行なう。
同様に、FLはBPF−L51の中心周波数、FLc1及びFLc2は遮断周波数であり、(FLc2−FLc1)がBPF−H50の通過帯域である。BPF−H50は中心周波数FHの輝度信号を100%通過させ、BPF−L51は中心周波数FLの輝度信号を100%通過させる。
周波数成分比=|(BPF−H50の出力値)/(BPF−L51の出力値)|
・・・(1)
図3(a)の入力画像100において、ピントの合っている人物101の或る領域には、高周波成分の輝度信号が多く含まれている。他方、ピントの合っていない建物102は、ピントがあっていないことから高周波成分の輝度信号は少なく、中域成分あるいは低域成分の輝度信号が多く含まれている。
|BPF−H50の出力値|>|BPF−L51の出力値|
となり、ピントの合っていない位置(即ち、非合焦位置)では、
|BPF−H50の出力値|<|BPF−L51の出力値|
となる。
図12は、画像処理部7における強調画像生成処理の第3実施例を説明する図である。
図12において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。尚、第3実施例では、拡張処理部45には後述する水平周波数成分比又は垂直周波数成分比が入力されることになるが、拡張処理部45は第2実施例の場合と同一の処理を行なう。また、変換テーブル46には、拡張処理部45からの画素毎の水平周波数成分比又は垂直周波数成分比が入力されるが、変換テーブル46は、実施例2の場合と同一の処理を行なう。従って、図9(a)、(b)においてその横軸が水平周波数成分比又は垂直周波数成分比となる。
水平周波数成分比=|(H−BPF−H53の出力値)/(H−BPF−L54
の出力値)| ・・・(2)
V−BPF−H55及びV−BPF−L56は、YUV生成部41から出力される輝度信号から垂直方向(図3(a)のY軸方向)における所定範囲の周波数帯域の成分を含む輝度信号を抽出するBPFである。
の出力値)| ・・・(3)
選択部59は、水平周波数成分比算出部57から出力される水平周波数成分比と垂直周波数成分比算出部58から出力される垂直周波数成分比のうち、大きい方を選択し、拡張処理部45へ出力する。
図13は、画像処理部7における強調画像生成処理の第4実施例を説明する図である。図13において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
図15は、画像処理部7における強調画像生成処理の第5実施例を説明する図である。
図15において、図10と同一の番号を付している部位は、第2実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
図17は、画像処理部7における強調画像生成処理の第6実施例を説明する図である。図17において、図5と同一の番号を付している部位は、第1実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
出力画像=(入力画像×加算比率K)+(ぼかし画像×(1−加算比率K)) ・・・(4)
上記式(4)によると、例えば、入力画像が、図3(a)の入力画像100場合、人物101については、補正エッジ差分比が大きくなるため人物101の画像に対応する画素の加算比率KはK=1或いは1に近い値となる。従って出力画像における人物101の画像は、入力画像100の人物101の画像とほぼ等しくなる。
図20は、画像処理部7における強調画像生成処理の第7実施例を説明する図である。図20において、図17と同一の番号を付している部位は、第6実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。図20において、ぼかし処理部69は、入力画像にぼかし処理を施すことによりぼかし画像を生成し出力する。ぼかし処理部69は、例えば、入力画像に対し画素信号の濃淡変化を滑らかにする平均化フィルタ、画像信号に含まれる空間周波数成分のうち低周波成分を残しつつ高周波成分を除去するようなLPF(Low Pass Filter)、或いは、処理の対象となる画素に近いほど大きな重みを付け、その重みをガウス分布に近づけたガウシアンフィルタ等を用いることによりぼかし処理を実現する。以下、ぼかし処理を実現するフィルタをぼかしフィルタと記載する。
ぼかし処理部69は、入力画像における注目画素の合焦度合に応じて、ぼかしフィルタのフィルタサイズを変更する。ぼかし処理部69は、注目画素の合焦度合が、予め定められた所定の閾値TH1以上の場合には、ぼかしフィルタのフィルタサイズを小さくし、注目画素の合焦度合が所定の閾値TH1より小さい場合には、フィルタサイズを大きくする。
ぼかし処理部69は、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。ぼかし処理部69は、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。今、ぼかし処理部69が、フィルタサイズ5×5のぼかしフィルタを用いるものとする。
(1)注目画素の合焦度合が予め定められた所定の閾値TH1より大きい場合、
(1−1) TH1<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(2−1) TH1<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
即ち、ぼかし処理部69は、合焦度合がTH1より小さい注目画素にぼかし処理を施す場合には、合焦度合がTH1より小さい画素の画素値のみを用いてぼかし処理を施す。これにより、ピントの合っていない注目画素に対するぼかし処理において、ピントのあっている画素の色が混ざることにより起こる色にじみを軽減することができる。
ぼかし処理部69は、実施例7−2と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2との相違点について説明する。
(3−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(4−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
(5−1) TH2<ぼかしフィルタ要素に対応する画素の合焦度合≦1
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を0とする。
であれば、当該ぼかしフィルタ要素に対応するマスクフィルタ要素のフィルタ係数を1とする。
ぼかし処理部69は、実施例7−2、実施例7−3と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2及び実施例7−3との相違点について説明する。
ぼかし処理部69は、実施例7−2、実施例7−3と同様に、ぼかしフィルタによるぼかし処理で利用する画素の合焦度合に基づいて当該ぼかしフィルタにマスク処理を施し、補正ぼかしフィルタを生成する。そして、当該補正ぼかしフィルタを用いて入力画像にぼかし処理を施す。以下、実施例7−2及び実施例7−3との相違点について説明する。
図30は、画像処理部7における強調画像生成処理の第8実施例を説明する図である。図30において、図17と同一の番号を付している部位は、第6実施例の場合と同一の機能及び動作を有する部位であるため、その機能及び動作の説明は省略する。
このような処理により、撮影者が、人物を主要被写体とした撮影を行う場合には、人物がより一層強調された撮影画像を取得することができる。他方、撮影対象全体を主要被写体とした撮影を行う場合には、被写界深度を深くして、撮影対象全体にピントが合うように撮影された元の撮影画像にほぼ等しい画像を取得することができる。
力する。ぼかし処理部70は、例えば、隣接する画素信号の濃淡変化を滑らかにする平均
化フィルタ、或いは画像信号に含まれる空間周波数成分のうち、低周波成分は残し、高周
波成分を除去するようなLPF(Low Pass Filter)を採用することができる。上記平均
化フィルタやLPFは、例えば、CG-ARTS協会から発行されている「デジタル画像処理」
(2007年3月1日第2版第2印刷)の108頁から110頁、及び131頁から13
3頁に記載されているものを採用することができる。
第1実施例を表す図5、第2実施例を表す図10、第3実施例を表す図12、第4実施例を表す図13、及び第5実施例を表す図15、において、拡張処理部45が補正エッジ差分比をぼかし処理部47へも出力することとすることができる。そして、ぼかし処理部47は、所定値以上の補正エッジ差分比をカウントする。ぼかし処理部47は、入力画像の全画素数に対するカウント値の割合が所定割合以上の場合には、変換テーブル46からの出力に基づくぼかし度をより大きくしてぼかし処理を施すこととすることができる。逆に、所定割合未満の場合には、変換テーブル46からの出力に基づくぼかし度をより小さくする、或いはゼロにすることができる。
第6実施例を表す図17において、例えば、拡張処理部45が補正エッジ差分比をぼかし処理部66へも出力することとすることができる。そして、ぼかし処理部66は、所定値以上の補正エッジ差分比をカウントする。ぼかし処理部66は、入力画像の全画素数に対するカウント値の割合が所定割合以上の場合には、ぼかし度を大きくしてぼかし処理を施すこととすることができる。逆に、所定割合未満の場合には、ぼかし度を小さくする、或いはゼロとするぼかし処理を施すこととすることができる。
5 画像処理部
41 YUV生成部
42 極局所領域抽出部
43 局所領域抽出部
44 エッジ差分比算出部
45 拡張処理部
46 変換テーブル部
47 ぼかし処理部
48 エッジ強調処理部
Claims (5)
- 複数の小領域からなる第1撮影画像に対してぼかし処理を施し第2撮影画像を生成する第2撮影画像生成手段と、
前記各小領域の合焦度合を導出する合焦度導出手段と、
前記合焦度導出手段により導出された前記各小領域の合焦度合が小さいほど前記第2撮
影画像の混合割合を大きくして、前記第1撮影画像における前記各小領域と前記第2撮影
画像における前記各小領域に対応する第2小領域を合成処理する合成処理手段と、
を備え、
前記第2撮影画像生成手段は、第1撮影画像から顔画像領域を検出する顔領域検出手段と、
検出された顔画像領域に基づいて、前記第1撮影画像にぼかし処理を施すことにより前記第2撮影画像を生成するぼかし処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記ぼかし処理手段は、
検出された前記顔画像領域の前記第1撮影画像領域に対する割合が所定割合以上である場合に、ぼかし度合を大きくするぼかし処理を施し、
前記所定割合未満である場合には、
ぼかし度合を小さくする、或いはぼかし度合をゼロとするぼかし処理を施すことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記合焦度導出手段は、前記各小領域における輝度信号の遷移パターンに応じて前記合
焦度合を導出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記合焦度導出手段は、前記各小領域における輝度信号に含まれる周波数成分に応じて
前記合焦度合を導出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装
置。 - 撮影により複数の小領域からなる第1撮影画像を取得する撮影手段と、
請求項1乃至4のいずれかに記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって生成された出力画像を記録する記録手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
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