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JP5352003B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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JP5352003B2 JP2012288552A JP2012288552A JP5352003B2 JP 5352003 B2 JP5352003 B2 JP 5352003B2 JP 2012288552 A JP2012288552 A JP 2012288552A JP 2012288552 A JP2012288552 A JP 2012288552A JP 5352003 B2 JP5352003 B2 JP 5352003B2
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Description

本発明は、画像内の被写体距離情報に基づいてボケ修復を行う技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for performing blur restoration based on subject distance information in an image.

従来、撮像素子の画素群の間に焦点検出用画素を離散的に分布させ、焦点検出用画素からの信号に基づいて被写体距離を算出することが可能な撮像装置が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されている構成をとることで、撮影画像内の被写体距離分布を取得することが可能である。   Conventionally, Patent Document 1 discloses an imaging apparatus capable of discretely distributing focus detection pixels between pixel groups of an image sensor and calculating a subject distance based on a signal from the focus detection pixels. Yes. By adopting the configuration disclosed in Patent Document 1, it is possible to acquire the subject distance distribution in the captured image.

また、ボケ画像を復元して、ボケを修復した画像を生成する手法として、例えば、ウィーナーフィルタ、一般逆フィルタ、射影フィルタ等を適用する手法がある。このような手法を用いてボケ修復する技術が、特許文献2に開示されている。特許文献2に開示された技術を用いることで、撮影条件等に基づく物理的解析や、撮像装置内の測定装置からの出力に基づく推定等により劣化関数を求め、デコンボリューションと呼ばれる画像復元アルゴリズムによって、ボケ画像を復元することが可能となる。   In addition, as a technique for restoring a blurred image and generating an image with the blurred image restored, for example, there is a technique of applying a Wiener filter, a general inverse filter, a projection filter, or the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a technique for repairing blur using such a method. By using the technique disclosed in Patent Document 2, a degradation function is obtained by physical analysis based on imaging conditions or the like, estimation based on output from a measurement device in the imaging device, and the like by an image restoration algorithm called deconvolution. The blurred image can be restored.

通常、どの被写体距離にピントを合わせるかは、撮影時のフォーカス状態で決まってしまう。そのため、撮影後にピントが合っている被写体距離を変えることはできない。しかし、特許文献1に開示されている技術で撮影画像内の被写体距離分布を取得し、特許文献2に開示されているボケ修復技術でボケ修復を行えば、どの被写体距離にピントを合わせるかを、撮影後に変えることができる。   Normally, the subject distance to be focused is determined by the focus state at the time of shooting. For this reason, it is impossible to change the subject distance in focus after shooting. However, if the subject distance distribution in the photographed image is acquired by the technique disclosed in Patent Document 1 and the blur repair technique disclosed in Patent Document 2 is used to correct the blur, it is determined which subject distance to focus on. Can be changed after shooting.

特開2000−156823号公報JP 2000-156823 A 特開2000−20691号公報JP 2000-20691 A

しかしながら、特許文献1と特許文献2に開示されている技術を画像処理装置に適用した場合、必要なリソースは大規模になり、高価なハードウェアが必要となったり、ボケ修復処理に時間がかかったりといった問題があった。これは、ボケ修復可能な被写体距離の範囲は、被写体距離に応じたボケ修復フィルタにより設定されると考えられるが、その全範囲のボケ修復を行うと、必要とされる処理の内容が膨大であるためである。また、ボケ修復処理の内容を簡略化するために、ボケ修復フィルタを簡略化すると、ボケ修復後の画像の劣化具合が大きくなるという問題があった。   However, when the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are applied to an image processing apparatus, the necessary resources become large, expensive hardware is required, and blurring repair processing takes time. There was a problem such as. This is because the range of subject distances that can be corrected for blur is set by the blur correction filter corresponding to the subject distance, but if the entire range of blur correction is performed, the amount of processing required is enormous. Because there is. Further, if the blur restoration filter is simplified in order to simplify the content of the blur restoration process, there is a problem that the degree of deterioration of the image after the blur restoration is increased.

一方で、撮影者が、被写体に、概ねピントを合わせて撮影した場合には、ボケ修復可能な被写体距離の範囲全ては必要なく、撮影画像に対してピント位置を微修正できれば、撮影者の意図する修復を行える。また、撮影者が、撮影画像を拡大表示している場合には、その表示範囲内に表示されている被写体にピントのあう位置近傍でのボケ修復が行えればよい。   On the other hand, if the photographer has taken a subject that is generally in focus, the entire range of the subject distance that can be corrected for blurring is not necessary. Can be repaired. Further, when the photographer enlarges and displays the photographed image, it is only necessary to be able to repair the blur near the position where the subject displayed within the display range is in focus.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切に短時間でボケ修復を行うことである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately perform blur repair in a short time.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる画像処理装置は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換する撮像手段により得られた画像データに画像処理によってボケ修復を行う修復手段と、撮影レンズに関する情報に基づいて前記修復手段によるボケ修復が可能な被写体距離の範囲を設定する第1の設定手段と、画像データの画像内の被写体距離の情報に基づいて、前記ボケ修復が可能な被写体距離の範囲よりも狭いボケ修復を行う被写体距離の範囲を設定する第2の設定手段とを備え、前記修復手段は、前記第2の設定手段によって設定された前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲において前記画像データのボケ修復を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image processing apparatus according to the present invention restores blurring by image processing on image data obtained by an imaging unit that photoelectrically converts subject light incident through a photographing lens. Based on information on the subject distance in the image of the image data, a first setting unit that sets a range of a subject distance that can be corrected by the restoration unit based on information on the photographing lens, Second setting means for setting a range of subject distance for performing blur restoration that is narrower than a range of subject distance for which blur correction is possible, and the restoration means is the blur set by the second setting means. The blur correction of the image data is performed in the range of the subject distance to be repaired.

また、本発明に係わる画像処理方法は、撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換する撮像手段により得られた画像データに画像処理によってボケ修復を行う修復工程と、撮影レンズに関する情報に基づいて前記修復工程によるボケ修復が可能な被写体距離の範囲を設定する第1の設定工程と、画像データの画像内の被写体距離の情報に基づいて、前記ボケ修復が可能な被写体距離の範囲よりも狭いボケ修復を行う被写体距離の範囲を設定する第2の設定工程とを備え、前記修復工程では、前記第2の設定工程によって設定された前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲において前記画像データのボケ修復を行うことを特徴とする。   In addition, the image processing method according to the present invention is based on a restoration process in which blur correction is performed by image processing on image data obtained by an imaging means that photoelectrically converts subject light incident through the taking lens, and information on the taking lens. Based on the information on the subject distance in the image of the first setting step and the subject distance in the image of the image data, the first setting step for setting the subject distance range in which the blur restoration can be performed by the restoration step. A second setting step for setting a subject distance range for performing narrow blur repair, and in the repairing step, the image data in the range of the subject distance for performing blur repair set in the second setting step is stored. It is characterized by performing blur repair.

本発明によれば、ボケ修復を適切に短時間で行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform blur repair appropriately in a short time.

第1の実施形態に係わる画像処理装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image processing apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態の撮像素子の概略的回路構成を示した図である。1 is a diagram illustrating a schematic circuit configuration of an image sensor according to a first embodiment. 撮像素子の画素部の断面図である。It is sectional drawing of the pixel part of an image pick-up element. 撮像素子の撮像用画素の平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of the pixel for an imaging of an image pick-up element. 撮像素子の焦点検出用画素の平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of the pixel for focus detection of an image sensor. 撮像素子の他の焦点検出用画素の平面図と断面図である。It is the top view and sectional drawing of the other pixel for focus detection of an image sensor. 撮像素子の瞳分割状況を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the pupil division | segmentation condition of an image pick-up element. 被写体の距離情報を示す図である。It is a figure which shows the distance information of a to-be-photographed object. 被写体距離とボケ修復可能な距離の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a to-be-photographed object distance and the distance which can correct | amend blur. 撮影画像のボケが修復される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the blur of a picked-up image is restored. 第1の実施形態の画像処理装置のメインフロー図である。It is a main flow figure of the image processing device of a 1st embodiment. 被写体距離マップ作成サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of a subject distance map creation subroutine. 撮影サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of an imaging | photography subroutine. 第1の実施形態における撮影画像確認サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of the picked-up image confirmation subroutine in 1st Embodiment. ボケ修復サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of a blur repair subroutine. ボケ関数生成サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of a blur function generation subroutine. 撮影画像のピント位置が微修正される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the focus position of a picked-up image is finely corrected. ピント位置の微修正を行う被写体距離とボケ修復可能な距離の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the to-be-photographed object distance which performs a fine correction of a focus position, and the distance which can correct | amend blur. 第2の実施形態における撮影画像確認サブルーチンのフロー図である。It is a flowchart of the picked-up image confirmation subroutine in 2nd Embodiment.

以下、図1〜図17を参照して、本発明の第1の実施形態に係わる画像処理装置について詳細に説明する。   The image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

図1は、第1の実施形態に係わる画像処理装置の構成を示す図である。図1において、画像処理装置は、撮像素子を有したカメラ本体138と、別体の撮影レンズ137とで構成されており、カメラ本体138に対して撮影レンズ137が交換可能な電子カメラを示している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the image processing apparatus includes a camera main body 138 having an image sensor and a separate photographing lens 137, and shows an electronic camera in which the photographing lens 137 is replaceable with respect to the camera main body 138. Yes.

まず撮影レンズ137の構成について説明する。101は撮影レンズ先端に配置された第1レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。102は絞りで、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う。103は第2レンズ群である。そして絞り102及び第2レンズ群103は一体となって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍作用(ズーム機能)をなす。105は第3レンズ群で、光軸方向の進退により、焦点調節を行うフォーカスレンズである。111はズームアクチュエータで、不図示のカム筒を回動することで、第1レンズ群111乃至第2レンズ群103を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。112は絞りアクチュエータで、絞り102の開口径を制御して撮影光量を調節する。114はフォーカスアクチュエータで、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。   First, the configuration of the taking lens 137 will be described. Reference numeral 101 denotes a first lens group disposed at the front end of the photographing lens, which is held so as to be able to advance and retract in the optical axis direction. Reference numeral 102 denotes a diaphragm, which adjusts the light amount at the time of photographing by adjusting the aperture diameter. Reference numeral 103 denotes a second lens group. The diaphragm 102 and the second lens group 103 integrally move forward and backward in the optical axis direction, and perform a zooming function (zoom function) in conjunction with the forward and backward movement of the first lens group 101. Reference numeral 105 denotes a third lens group, which is a focus lens that adjusts the focus by moving back and forth in the optical axis direction. A zoom actuator 111 rotates a cam cylinder (not shown) to drive the first lens group 111 to the second lens group 103 back and forth in the optical axis direction and perform a zooming operation. An aperture actuator 112 controls the aperture diameter of the aperture 102 and adjusts the amount of photographing light. Reference numeral 114 denotes a focus actuator that performs focus adjustment by driving the third lens group 105 back and forth in the optical axis direction.

136はカメラ通信回路で、レンズに関する情報をカメラ本体138に渡したり、カメラ本体138に関する情報を受け取ったりする。レンズに関する情報とは、ズーム状態、絞り状態、フォーカス状態、レンズ枠情報、レンズのフォーカス駆動の精度情報等のことである。カメラ通信回路136は、カメラ本体138側に設けられたレンズ通信回路135に、これらの情報を渡す。これらのレンズに関する情報の一部は、カメラ本体138内で記録されていても良い。そうすることにより、レンズとカメラ本体間の通信量を減らすことができ、より高速に情報の処理を行うことができる。   Reference numeral 136 denotes a camera communication circuit that passes information about the lens to the camera body 138 and receives information about the camera body 138. The information on the lens includes a zoom state, a diaphragm state, a focus state, lens frame information, lens focus drive accuracy information, and the like. The camera communication circuit 136 passes these pieces of information to the lens communication circuit 135 provided on the camera body 138 side. Some of the information regarding these lenses may be recorded in the camera body 138. By doing so, the amount of communication between the lens and the camera body can be reduced, and information processing can be performed at higher speed.

次にカメラ本体138について説明する。106は光学的ローパスフィルタで、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。107はC−MOSセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。撮像素子107には、横方向m画素、縦方向n画素の受光ピクセル上に、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、2次元単板カラーセンサが用いられる。そして、この撮像素子107は、撮影レンズ137を介して入射した被写体光を光電変換して画像データを出力する。   Next, the camera body 138 will be described. Reference numeral 106 denotes an optical low-pass filter, which is an optical element for reducing false colors and moire in a captured image. Reference numeral 107 denotes an image sensor composed of a C-MOS sensor and its peripheral circuits. The imaging element 107 is a two-dimensional single-plate color sensor in which a Bayer array primary color mosaic filter is formed on-chip on light receiving pixels of m pixels in the horizontal direction and n pixels in the vertical direction. The image sensor 107 photoelectrically converts subject light incident through the photographing lens 137 and outputs image data.

115は撮影時の被写体照明用電子フラッシュで、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適であるが、連続発光するLEDを備えた照明装置を用いても良い。116はAF補助光装置で、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。121は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内CPUで、演算部、ROM、RAM、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。そして、ROMに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、AF、撮影、画像処理、記録等の一連の動作を実行する。   Reference numeral 115 denotes an electronic flash for illuminating a subject at the time of photographing, and a flash illumination device using a xenon tube is suitable, but an illumination device including an LED that emits light continuously may be used. Reference numeral 116 denotes an AF auxiliary light device that projects an image of a mask having a predetermined aperture pattern onto a subject field via a light projection lens, thereby improving the focus detection capability for a dark subject or a low-contrast subject. Reference numeral 121 denotes an in-camera CPU that controls various controls of the camera body, and includes a calculation unit, ROM, RAM, A / D converter, D / A converter, communication interface circuit, and the like. Then, based on a predetermined program stored in the ROM, various circuits included in the camera are driven, and a series of operations such as AF, photographing, image processing, and recording are executed.

122は電子フラッシュ制御回路で、撮影動作に同期して電子フラッシュ115を点灯制御する。123は補助光駆動回路で、焦点検出動作に同期してAF補助光装置116を点灯制御する。124は撮像素子駆動回路で、撮像素子107の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をA/D変換してCPU121に送信する。125は画像処理回路で、撮像素子107が取得した画像のγ変換、カラー補間、JPEG圧縮等の処理を行う。   An electronic flash control circuit 122 controls lighting of the electronic flash 115 in synchronization with the photographing operation. Reference numeral 123 denotes an auxiliary light driving circuit that controls the lighting of the AF auxiliary light device 116 in synchronization with the focus detection operation. An image sensor driving circuit 124 controls the image capturing operation of the image sensor 107 and A / D converts the acquired image signal and transmits the image signal to the CPU 121. An image processing circuit 125 performs processing such as γ conversion, color interpolation, and JPEG compression of an image acquired by the image sensor 107.

126はフォーカス駆動回路で、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ114を駆動制御し、第3レンズ群105を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。128は絞り駆動回路で、絞りアクチュエータ112を駆動制御して絞り102の開口を制御する。129はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ111を駆動する。135はレンズ通信回路で、撮影レンズ137内のカメラ通信回路136と通信を行う。139はシャッターユニットで、静止画撮影時の露光時間制御を行う。140はシャッターユニット139を動かすためのシャッターアクチュエータである。145はシャッター駆動回路で、シャッターアクチュエータ140を駆動する。   A focus drive circuit 126 controls the focus actuator 114 based on the focus detection result, and adjusts the focus by driving the third lens group 105 back and forth in the optical axis direction. Reference numeral 128 denotes an aperture driving circuit that controls the aperture actuator 112 to drive the aperture of the aperture 102. Reference numeral 129 denotes a zoom drive circuit that drives the zoom actuator 111 in accordance with the zoom operation of the photographer. A lens communication circuit 135 communicates with the camera communication circuit 136 in the photographing lens 137. Reference numeral 139 denotes a shutter unit that controls exposure time during still image shooting. Reference numeral 140 denotes a shutter actuator for moving the shutter unit 139. A shutter drive circuit 145 drives the shutter actuator 140.

131はLCD等の表示器で、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。132は操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズ(撮影トリガ)スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。133は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。144はカメラ内メモリであり、CPU121で行う演算に必要な各種データが保存されている。   Reference numeral 131 denotes a display device such as an LCD, which displays information related to the shooting mode of the camera, a preview image before shooting and a confirmation image after shooting, a focus state display image at the time of focus detection, and the like. An operation switch group 132 includes a power switch, a release (shooting trigger) switch, a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, and the like. Reference numeral 133 denotes a detachable flash memory that records a photographed image. Reference numeral 144 denotes an in-camera memory in which various data necessary for calculations performed by the CPU 121 are stored.

図2は第1の実施形態の撮像素子の概略的回路構成を示した図であり、特開平09−046596号報等に開示された技術が好適である。図2は2次元C−MOSエリアセンサの2列×4行画素の範囲を示したものであるが、撮像素子として利用する場合は、当図に示した画素を多数配置し、高解像度画像の取得を可能としている。本実施形態においては、画素ピッチが2μm、有効画素数が横3000列×縦2000行=600万画素、撮像画面サイズが横6mm×縦4mmの撮像素子として説明を行う。図2において、1はMOSトランジスタゲートとゲート下の空乏層からなる光電変換素子の光電変換部、2はフォトゲート、3は転送スイッチMOSトランジスタ、4はリセット用MOSトランジスタである。5はソースフォロワアンプMOSトランジスタ、6は水平選択スイッチMOSトランジスタ、7はソースフォロワの負荷MOSトランジスタ、8は暗出力転送MOSトランジスタ、9は明出力転送MOSトランジスタである。10は暗出力蓄積容量CTN、11は明出力蓄積容量CTS、12は水平転送MOSトランジスタ、13は水平出力線リセットMOSトランジスタ、14は差動出力アンプ、15は水平走査回路、16は垂直走査回路である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic circuit configuration of the image sensor of the first embodiment, and the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-046596 is suitable. FIG. 2 shows the range of 2 columns × 4 rows of pixels of a two-dimensional C-MOS area sensor, but when used as an image sensor, a large number of pixels shown in FIG. Acquisition is possible. In the present embodiment, description will be made on the assumption that the pixel pitch is 2 μm, the number of effective pixels is 3000 horizontal columns × 2000 vertical rows = 6 million pixels, and the imaging screen size is 6 mm horizontal × 4 mm vertical. In FIG. 2, 1 is a photoelectric conversion part of a photoelectric conversion element comprising a MOS transistor gate and a depletion layer under the gate, 2 is a photogate, 3 is a transfer switch MOS transistor, and 4 is a reset MOS transistor. 5 is a source follower amplifier MOS transistor, 6 is a horizontal selection switch MOS transistor, 7 is a load MOS transistor of the source follower, 8 is a dark output transfer MOS transistor, and 9 is a light output transfer MOS transistor. 10 is a dark output storage capacitor CTN, 11 is a light output storage capacitor CTS, 12 is a horizontal transfer MOS transistor, 13 is a horizontal output line reset MOS transistor, 14 is a differential output amplifier, 15 is a horizontal scanning circuit, and 16 is a vertical scanning circuit. It is.

図3に画素部の断面図を示す。図3において、17はP型ウェル、18はゲート酸化膜、19は一層目ポリSi、20は二層目ポリSi、21はn+フローティングディフュージョン部(FD)である。FD21は別の転送MOSトランジスタを介して別の光電変換部と接続される。図3において、2つの転送MOSトランジスタ3のドレインとFD部21を共通化して微細化とFD部21の容量低減による感度向上を図っているが、Al配線でFD部21を接続しても良い。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the pixel portion. In FIG. 3, 17 is a P-type well, 18 is a gate oxide film, 19 is first-layer poly-Si, 20 is second-layer poly-Si, and 21 is an n + floating diffusion portion (FD). The FD 21 is connected to another photoelectric conversion unit via another transfer MOS transistor. In FIG. 3, the drain of the two transfer MOS transistors 3 and the FD portion 21 are made common to improve the sensitivity by miniaturization and the capacity reduction of the FD portion 21, but the FD portion 21 may be connected by an Al wiring. .

図4及び図5は、撮像用画素と焦点検出用画素の構造を説明する図である。本実施形態においては、2行×2列の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤー配列が採用されている。そして、このベイヤー配列の間に、焦点検出用画素が所定の規則にて分散配置される。撮像用画素の間に、焦点検出用画素を離散的に配置する技術は、特開2000−156823号公報等で開示されていて公知の技術であるため、説明は省略する。   4 and 5 are diagrams illustrating the structures of the imaging pixels and the focus detection pixels. In the present embodiment, out of 4 pixels of 2 rows × 2 columns, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged in 2 diagonal pixels, and R (red) and B (blue) are arranged in the other 2 pixels. A Bayer arrangement in which one pixel each having a spectral sensitivity of 1 is arranged is employed. The focus detection pixels are distributed and arranged in a predetermined rule between the Bayer arrays. A technique for discretely disposing focus detection pixels between imaging pixels is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-156823 and the like, and thus a description thereof is omitted.

図4に撮像用画素の配置と構造を示す。図4(a)は2行×2列の撮像用画素の平面図である。周知のごとく、ベイヤー配列では対角方向にG画素が、他の2画素にRとBの画素が配置される。そしてこの2行×2列の構造が繰り返し配置される。図4(a)の断面A−Aを図4(b)に示す。MLは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズ、CFRはR(Red)のカラーフィルタ、CFGはG(Green)のカラーフィルタである。PDは図3で説明したC−MOSセンサの光電変換部を模式的に示したもの、CLはC−MOSセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。TLは撮影光学系を模式的に示したものである。   FIG. 4 shows the arrangement and structure of the imaging pixels. FIG. 4A is a plan view of 2 × 2 imaging pixels. As is well known, in the Bayer array, G pixels are arranged diagonally, and R and B pixels are arranged in the other two pixels. The 2 rows × 2 columns structure is repeatedly arranged. FIG. 4B shows a cross section AA of FIG. ML is an on-chip microlens disposed on the forefront of each pixel, CFR is an R (Red) color filter, and CFG is a G (Green) color filter. PD is a schematic diagram of the photoelectric conversion unit of the C-MOS sensor described with reference to FIG. 3, and CL is a wiring layer for forming signal lines for transmitting various signals in the C-MOS sensor. TL schematically shows the photographing optical system.

ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズMLと光電変換部PDは、撮影光学系TLを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系TLの射出瞳EPと光電変換部PDは、マイクロレンズMLにより共役関係にあり、かつ光電変換部の有効面積は大面積に設計される。また、図4(b)ではR画素の入射光束について説明したが、G画素及びB(Blue)画素も同一の構造となっている。従って、撮像用のRGB各画素に対応した射出瞳EPは大径となり、被写体からの光束を効率よく取り込んで画像信号のS/Nを向上させている。   Here, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion unit PD of the imaging pixel are configured to capture the light flux that has passed through the photographing optical system TL as effectively as possible. In other words, the exit pupil EP of the photographing optical system TL and the photoelectric conversion unit PD are conjugated with each other by the microlens ML, and the effective area of the photoelectric conversion unit is designed to be large. In FIG. 4B, the incident light beam of the R pixel has been described, but the G pixel and the B (Blue) pixel have the same structure. Accordingly, the exit pupil EP corresponding to each of the RGB pixels for imaging has a large diameter, and the S / N of the image signal is improved by efficiently capturing the light flux from the subject.

図5は、撮影画面の水平方向(横方向)に瞳分割を行うための焦点検出用画素の配置と構造を示す。図5(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図である。撮像信号を得る場合、G画素は輝度情報の主成分をなす。そして人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、G画素が欠損すると画質劣化が認められやすい。一方でRもしくはB画素は、色情報を取得する画素であるが、人間は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素は多少の欠損が生じても画質劣化に気づきにくい。そこで本実施形態においては、2行×2列の画素のうち、G画素は撮像用画素として残し、RとBの画素を焦点検出用画素としている。これを図5(a)においてSHA及びSHBで示す。   FIG. 5 shows the arrangement and structure of focus detection pixels for performing pupil division in the horizontal direction (lateral direction) of the imaging screen. FIG. 5A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. When obtaining an imaging signal, the G pixel is a main component of luminance information. Since human image recognition characteristics are sensitive to luminance information, image quality degradation is likely to be recognized if G pixels are lost. On the other hand, the R or B pixel is a pixel that acquires color information. However, since humans are insensitive to color information, pixels that acquire color information are less likely to notice deterioration in image quality even if some loss occurs. Therefore, in the present embodiment, among the pixels of 2 rows × 2 columns, the G pixel is left as an imaging pixel, and the R and B pixels are used as focus detection pixels. This is indicated by SHA and SHB in FIG.

図5(a)の断面A−Aを図5(b)に示す。マイクロレンズMLと、光電変換部PDは図4(b)に示した撮像用画素と同一構造である。本実施形態においては、焦点検出用画素の信号は画像創生には用いないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜CFW(White)が配置される。また、撮像素子で瞳分割を行なうため、配線層CLの開口部はマイクロレンズMLの中心線に対して一方向に偏倚している。具体的には、焦点検出用画素SHAの開口部OPHAは右側に偏倚しているため、撮影レンズTLの左側の射出瞳EPHAを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素SHBの開口部OPHBは左側に偏倚しているため、撮影レンズTLの右側の射出瞳EPHBを通過した光束を受光する。よって、画素SHAを水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をA像とする。また、画素SHBも水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をB像とすると、A像とB像の相対位置を検出することで、撮影レンズ137のピントずれ量(デフォーカス量)が検出できる。ここで、マイクロレンズMLは、撮影レンズTLの左側の射出瞳EPHAを透過した光束からなるA像と、撮影レンズTLの右側の射出瞳EPHBを透過した光束からなるB像の、一対の光学像を生成するレンズ要素の機能を果たしている。   FIG. 5B shows a cross section AA of FIG. The microlens ML and the photoelectric conversion unit PD have the same structure as the imaging pixel shown in FIG. In the present embodiment, since the signal of the focus detection pixel is not used for image creation, a transparent film CFW (White) is arranged instead of the color separation color filter. Moreover, since pupil division is performed by the image sensor, the opening of the wiring layer CL is biased in one direction with respect to the center line of the microlens ML. Specifically, since the opening OPHA of the focus detection pixel SHA is biased to the right side, the light beam that has passed through the left exit pupil EPHA of the photographic lens TL is received. Similarly, since the opening OPHB of the focus detection pixel SHB is biased to the left side, the light beam that has passed through the right exit pupil EPHB of the photographic lens TL is received. Therefore, the pixels SHA are regularly arranged in the horizontal direction, and the subject image acquired by these pixel groups is defined as an A image. In addition, the pixels SHB are also regularly arranged in the horizontal direction, and the subject image acquired by these pixel groups is a B image. By detecting the relative position of the A image and the B image, the amount of defocus of the photographing lens 137 is detected. (Defocus amount) can be detected. Here, the microlens ML is a pair of optical images of an A image composed of a light beam transmitted through the left exit pupil EPHA of the photographing lens TL and a B image composed of a light beam transmitted through the right exit pupil EPHAB of the photographing lens TL. Plays the function of a lens element that generates

なお、上記焦点検出用画素SHA及びSHBでは、撮影画面の横方向に輝度分布を有した被写体、例えば縦線に対しては焦点検出可能だが、縦方向に輝度分布を有する横線は焦点検出不能である。そこで本実施形態では、後者についても焦点検出できるよう、撮影レンズの垂直方向(縦方向)に瞳分割を行う画素も備えている。   In the focus detection pixels SHA and SHB, focus detection is possible for an object having a luminance distribution in the horizontal direction of the shooting screen, such as a vertical line, but focus detection is not possible for a horizontal line having a luminance distribution in the vertical direction. is there. Therefore, in the present embodiment, a pixel that performs pupil division in the vertical direction (longitudinal direction) of the photographing lens is also provided so that focus detection can be performed for the latter.

図6は、撮影画面の垂直方向に瞳分割を行うための焦点検出用画素の配置と構造を示す。図6(a)は、焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面図で、図5(a)と同様に、G画素は撮像用画素として残し、RとBの画素を焦点検出用画素としている。これを図6(a)においてSVC及びSVDで示す。図6(a)の断面A−Aを図6(b)に示すが、図5(b)の画素が横方向に瞳分離する構造であるのに対して、図6(b)の画素は瞳分離方向が縦方向になっているだけで、画素の構造としては変わらない。すなわち、焦点検出用画素SVCの開口部OPVCは下側に偏倚しているため、撮影レンズTLの上側の射出瞳EPVCを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素SVDの開口部OPVDは上側に偏倚しているため、撮影レンズTLの下側の射出瞳EPVDを通過した光束を受光する。よって、焦点検出用画素SVCを垂直方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をC像とする。また、焦点検出用画素SVDも垂直方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をD像とすると、C像とD像の相対位置を検出することで、撮影画面の垂直方向に輝度分布を有する被写体像のピントずれ量(デフォーカス量)が検出できる。   FIG. 6 shows the arrangement and structure of focus detection pixels for performing pupil division in the vertical direction of the imaging screen. FIG. 6A is a plan view of pixels of 2 rows × 2 columns including focus detection pixels. As in FIG. 5A, the G pixel is left as an imaging pixel and the R and B pixels are in focus. Detection pixels are used. This is indicated by SVC and SVD in FIG. A cross section AA of FIG. 6A is shown in FIG. 6B. The pixel of FIG. 5B has a structure in which pupil separation is performed in the horizontal direction, whereas the pixel of FIG. The pupil separation direction is just the vertical direction, and the pixel structure does not change. That is, since the opening OPVC of the focus detection pixel SVC is biased downward, the light beam that has passed through the upper exit pupil EPVC of the photographing lens TL is received. Similarly, since the opening OPVD of the focus detection pixel SVD is biased upward, the light beam that has passed through the lower exit pupil EPVD of the photographing lens TL is received. Therefore, the focus detection pixels SVC are regularly arranged in the vertical direction, and a subject image acquired by these pixel groups is defined as a C image. Further, the focus detection pixels SVD are also regularly arranged in the vertical direction, and assuming that the subject image acquired by these pixel groups is a D image, the relative position between the C image and the D image is detected, so The focus shift amount (defocus amount) of the subject image having the luminance distribution in the direction can be detected.

図7は、第1の実施形態における撮像素子の瞳分割状況を概念的に説明する図である。TLは撮影レンズ、107は撮像素子、OBJは被写体、IMGは被写体像である。撮像用画素は図4で説明したように、撮影レンズの射出瞳全域EPを通過した光束を受光する。一方、焦点検出用画素は図5及び図6で説明したように、瞳分割機能を有している。具体的には、図5の焦点検出用画素SHAは撮像面からレンズ後端を見て左側の瞳を通過した光束、すなわち図7の瞳EPHAを通過した光束を受光する。同様に焦点検出用画素SHB、SVC及びSVDはそれぞれ瞳EPHB、EPVC及びEPVDを通過した光束を受光する。そして、焦点検出用画素を、撮像素子107の全領域に渡って分布させることで、撮像領域全域で焦点検出を可能としている。   FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating the pupil division state of the image sensor according to the first embodiment. TL is a photographing lens, 107 is an image sensor, OBJ is a subject, and IMG is a subject image. As described with reference to FIG. 4, the imaging pixel receives the light beam that has passed through the entire exit pupil EP of the photographing lens. On the other hand, the focus detection pixel has a pupil division function as described with reference to FIGS. Specifically, the focus detection pixel SHA in FIG. 5 receives the light beam that has passed through the left pupil when viewed from the imaging surface, that is, the light beam that has passed through the pupil EPHA in FIG. Similarly, the focus detection pixels SHB, SVC, and SVD receive light beams that have passed through the pupils EPHB, EPVC, and EPVD, respectively. The focus detection pixels are distributed over the entire area of the image sensor 107, thereby enabling focus detection in the entire image pickup area.

図8は、CPU121の距離情報取得機能により得られた距離情報を示した図である。第1の実施形態における撮像素子107では、図5及び図6で説明したような焦点検出用画素SHA、SHB、SVC、SVDが、全領域に渡って分布しているため、撮影画面の任意の位置における被写体距離を取得することが可能となる。得られた被写体距離の分布の中で、被写体距離の近い領域をつなぎ合わせてグルーピングすることで、撮影画面中に含まれる被写体の輪郭を抽出することが可能となる。Target1、Target2、Target3は、抽出された被写体領域を示したものであり、BackGround1は、背景領域を示したものである。Dist1、Dist2、Dist3、Dist4は被写体距離である。Dist1は被写体領域Target1における被写体距離の代表値、Dist2は被写体領域Target2における被写体距離の代表値、Dist3は被写体領域Target3における被写体距離の代表値である。また、Dist4は背景領域BackGround1における被写体距離である。Dist1が最も近く、Dist2は2番目に近く、Dist3は3番目に近い。そして、Dist4は最も遠く位置する。図8に示すような距離情報の取得は、CPU121が行う。CPU121は、焦点検出用画素から得られる被写体距離分布から被写体の抽出を行い、各被写体の領域及び距離を取得する。   FIG. 8 is a diagram illustrating distance information obtained by the distance information acquisition function of the CPU 121. In the image sensor 107 according to the first embodiment, the focus detection pixels SHA, SHB, SVC, and SVD as described with reference to FIGS. 5 and 6 are distributed over the entire region. The subject distance at the position can be acquired. In the obtained distribution of subject distances, the contours of the subjects included in the shooting screen can be extracted by connecting and grouping regions having a short subject distance. Target1, Target2, and Target3 indicate extracted subject areas, and BackGround1 indicates a background area. Dist1, Dist2, Dist3, and Dist4 are subject distances. Dist1 is a representative value of the subject distance in the subject area Target1, Dist2 is a representative value of the subject distance in the subject area Target2, and Dist3 is a representative value of the subject distance in the subject area Target3. Dist4 is a subject distance in the background area BackGround1. Dist1 is the closest, Dist2 is the second closest, and Dist3 is the third closest. Dist4 is located farthest away. Acquisition of distance information as shown in FIG. The CPU 121 extracts a subject from the subject distance distribution obtained from the focus detection pixels, and acquires the area and distance of each subject.

本実施形態の画像処理装置では、この距離情報と撮影レンズのボケ情報に基づいて、撮影画像(撮影画像データ)のボケ修復を行う。ボケの生成過程は、画像処理装置の特性や撮影レンズの特性から推定することが可能である。このボケの生成過程をモデル化したボケ修復フィルタを定義し、ウィーナーフィルタ等の一般にデコンボリューションと呼ばれる画像復元アルゴリズムによってボケ画像を復元処理することで、ボケ修復を行う。ボケ修復方法については、特開2000−20691号公報に記載されているため、詳細な説明は省略する。   In the image processing apparatus according to the present embodiment, the photographic image (photographed image data) is corrected based on the distance information and the photographic lens blur information. The blur generation process can be estimated from the characteristics of the image processing apparatus and the characteristics of the photographing lens. A blur restoration filter that models this blur generation process is defined, and a blur image is restored by an image restoration algorithm generally called deconvolution such as a Wiener filter, thereby performing blur restoration. The blur repair method is described in JP 2000-20691 A and will not be described in detail.

図9は、被写体距離Dist1、Dist2、Dist3、Dist4と、ある撮影レンズの状態におけるボケ修復可能な距離の関係を示した図である。ボケ修復可能な距離は、画像処理装置が有する撮影レンズごとの被写体距離に応じたボケ修復フィルタによって異なる。そこで、CPU121は、撮影レンズ137のフォーカスレンズの状態に応じてボケ修復可能な距離の範囲を算出する。ここで算出されるボケ修復可能な距離の範囲、および、ボケ修復に用いるフィルタは、第1のボケ修復情報と呼ぶ。ボケ修復可能な最も至近側の距離を第1距離Dist11、最も無限遠側の距離を第2距離Dist12とする。CPU121のボケ修復機能は、第1距離Dist11と第2距離Dist12の範囲の被写体像に対して、ボケ修復が可能となる。図8で説明した被写体距離Dist1、Dist2、Dist3、Dist4のうち、Dist1〜3については、第1距離Dist11と第2距離Dist12の範囲に位置しており、Dist4は範囲外に位置しているとする。   FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the subject distances Dist1, Dist2, Dist3, and Dist4 and the distance at which blur correction is possible in a certain photographing lens state. The distance at which the blur can be repaired differs depending on the blur repair filter corresponding to the subject distance for each photographing lens included in the image processing apparatus. Therefore, the CPU 121 calculates a range of distance that can be corrected for blur according to the state of the focus lens of the photographing lens 137. The range of the distance that can be corrected for blur and the filter used for blur correction are referred to as first blur correction information. The closest distance that can be corrected for blur is the first distance Dist11, and the most infinite distance is the second distance Dist12. The blur restoration function of the CPU 121 can blur the subject image in the range of the first distance Dist11 and the second distance Dist12. Of the subject distances Dist1, Dist2, Dist3, and Dist4 described in FIG. 8, Dist1 to Dist3 are located within the range of the first distance Dist11 and the second distance Dist12, and Dist4 is located outside the range. To do.

図10は、ボケ修復部により撮影画像のボケが修復される様子を示した図である。図10における撮像画像は、図8の撮像画像と同じものである。図10(A)は、被写体領域Target1にピントを合わせるボケ修復を行った様子を示したものである。被写体領域Target1における被写体距離Dist1に対応した画像処理装置の特性情報及び撮影レンズ情報から、ボケ修復フィルタを定義する。被写体領域Target1に対して、このボケ修復フィルタに基づいた修復処理を行うことで、被写体領域Target1はボケ修復されて、ピントの合った画像となる。その際に、被写体領域Target1以外の領域についても、同様に、ボケ修復フィルタを定義し修復処理を行う。こうすることで、図10(A)に示すような、被写体領域Target1にピントがあった画像を取得することが可能となる。   FIG. 10 is a diagram illustrating how the blur of the captured image is repaired by the blur repair unit. The captured image in FIG. 10 is the same as the captured image in FIG. FIG. 10A shows a state in which blur correction is performed to focus on the subject area Target1. A blur restoration filter is defined from the characteristic information of the image processing apparatus corresponding to the subject distance Dist1 in the subject region Target1 and the photographing lens information. By performing a repair process on the subject area Target1 based on this blur restoration filter, the subject area Target1 is blurred and becomes an in-focus image. At this time, similarly to the region other than the subject region Target1, a blur repair filter is defined and repair processing is performed. By doing so, it is possible to acquire an image in which the subject area Target1 is in focus as shown in FIG.

図10(B)は、被写体領域Target2にピントを合わせるボケ修復を行った様子を示したものである。被写体領域Target2における被写体距離Dist2に対応した画像処理装置の特性情報及び撮影レンズ情報から、ボケ修復フィルタを定義する。被写体領域Target2に対して、このボケ修復フィルタに基づいた修復処理を行うことで、被写体領域Target2はボケ修復されて、ピントの合った画像となる。その際に、被写体領域Target2以外の領域についても、同様に、ボケ修復フィルタを定義し修復処理を行う。こうすることで、図10(B)に示すような、被写体領域Target2にピントがあった画像を取得することが可能となる。   FIG. 10B shows a state in which blur correction is performed to focus on the subject area Target2. A blur restoration filter is defined from the characteristic information of the image processing apparatus corresponding to the subject distance Dist2 in the subject region Target2 and the photographing lens information. By performing a repair process on the subject area Target2 based on the blur restoration filter, the subject area Target2 is subjected to the blur restoration and becomes an in-focus image. At this time, similarly to the region other than the subject region Target2, a blur repair filter is defined and repair processing is performed. By doing so, it is possible to acquire an image in which the subject area Target2 is in focus as shown in FIG.

図10(C)は、被写体領域Target3にピントを合わせるボケ修復を行った様子を示したものである。被写体領域Target3における被写体距離Dist3に対応した画像処理装置の特性情報及び撮影レンズ情報から、ボケ修復フィルタを定義する。被写体領域Target3に対して、このボケ修復フィルタに基づいた修復処理を行うことで、被写体領域Target3はボケ修復されて、ピントの合った画像となる。その際に、被写体領域Target3以外の領域についても、同様に、ボケ修復フィルタを定義し修復処理を行う。こうすることで、図10(C)に示すような、被写体領域Target3にピントがあった画像を取得することが可能となる。   FIG. 10C shows a state in which blur correction is performed to focus on the subject area Target3. A blur restoration filter is defined from the characteristic information of the image processing apparatus corresponding to the subject distance Dist3 in the subject region Target3 and the photographing lens information. By performing a repair process on the subject area Target3 based on this blur restoration filter, the subject area Target3 is restored to a blurred image. At this time, similarly to the region other than the subject region Target3, the blur repair filter is defined and the repair process is performed. By doing so, it is possible to acquire an image in which the subject area Target3 is in focus as shown in FIG.

以上、図10(A)〜図10(C)を用いて説明したように、本実施形態の画像処理装置では、各被写体の領域及び距離を含む距離情報に基づいてボケ修復することで、ピントを合わせる被写体を選択することが可能となる。   As described above with reference to FIGS. 10A to 10C, the image processing apparatus according to the present embodiment focuses by performing blur restoration based on distance information including the area and distance of each subject. It is possible to select a subject to be matched.

図11〜図16は、本発明の第1の実施例の画像処理装置の焦点調節及び撮影工程を説明するためのフローチャートである。図11は本実施形態の画像処理装置のメインフローである。メインフローの動作はCPU121が制御する。   FIGS. 11 to 16 are flowcharts for explaining the focus adjustment and photographing steps of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a main flow of the image processing apparatus of this embodiment. The CPU 121 controls the operation of the main flow.

撮影者がカメラの電源スイッチをオン操作すると(ステップS101)、CPU121はカメラ内の各アクチュエータや撮像素子の動作確認を行い、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行うと共に、撮影準備動作を実行する(ステップS102)。ステップS103では、レンズ通信回路135を介して撮影レンズ137内のカメラ通信回路136とレンズ通信を行う。レンズ通信によりレンズの動作確認を行い、レンズ内のメモリ内容や実行プログラムの初期化を行うと共に、準備動作を実行させる。また、焦点検出や撮像に必要なレンズの諸特性データを取得し、カメラ内メモリ144に保存する。ステップS104では撮像素子の撮像動作を開始し、プレビュー用の低画素動画像を出力する。ステップS105では読み出した動画をカメラ背面に設けられた表示器131に表示し、撮影者はこのプレビュー画像を目視して撮影時の構図決定を行う。   When the photographer turns on the power switch of the camera (step S101), the CPU 121 checks the operation of each actuator and image sensor in the camera, initializes the memory contents and the execution program, and executes the shooting preparation operation. (Step S102). In step S103, lens communication is performed with the camera communication circuit 136 in the photographing lens 137 via the lens communication circuit 135. The lens operation is confirmed by lens communication, the memory contents in the lens and the execution program are initialized, and a preparatory operation is executed. Further, lens characteristic data necessary for focus detection and imaging is acquired and stored in the in-camera memory 144. In step S104, the imaging operation of the imaging device is started, and a low-pixel moving image for preview is output. In step S105, the read moving image is displayed on the display 131 provided on the back side of the camera, and the photographer visually determines the composition at the time of photographing by viewing the preview image.

ステップS106では、プレビュー用動画像に顔が存在するか否かを認識する。そして、プレビュー用動画像から、顔の数、位置、そして大きさを検出し、カメラ内メモリ144に記録しておく。顔を認識する技術は、特開2004−317699号公報に開示されているため、ここでは説明を省略する。ステップS107で撮影領域に顔が存在していると認識された場合には、ステップS108に移行し、焦点調節モードを顔AFモードに設定する。ここで顔AFモードとは、撮影領域の顔の位置とステップS200で作成される被写体距離マップの両方を加味して焦点を合わせるAFモードを指す。一方ステップS107で撮影領域に顔が存在していないと認識された場合は、ステップS107からステップS109に移行し、焦点調節モードを多点AFモードに設定する。ここで多点AFモードとは、撮影領域を例えば3×5=15分割し、ステップS200で作成される被写体距離マップから算出される各分割領域での焦点検出結果と、被写体の輝度情報とに基づき、主被写体を類推し、その領域を合焦させるモードを指す。   In step S106, it is recognized whether or not a face exists in the preview moving image. Then, the number, position, and size of the face are detected from the preview moving image and recorded in the in-camera memory 144. Since the technique for recognizing a face is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317699, description thereof is omitted here. If it is determined in step S107 that a face exists in the shooting area, the process proceeds to step S108, and the focus adjustment mode is set to the face AF mode. Here, the face AF mode refers to an AF mode in which focusing is performed by taking into consideration both the position of the face in the imaging region and the subject distance map created in step S200. On the other hand, if it is recognized in step S107 that no face is present in the shooting area, the process proceeds from step S107 to step S109, and the focus adjustment mode is set to the multipoint AF mode. Here, the multi-point AF mode refers to, for example, 3 × 5 = 15 divisions of the shooting area, and the focus detection result in each divided area calculated from the subject distance map created in step S200 and the luminance information of the subject. Based on the main subject, it refers to a mode in which the area is focused.

ステップS108あるいはステップS109でAFモードを決定したら、ステップS110で、撮影準備スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップS117に進みメインスイッチがオフされたか否かを判別する。ステップS110で撮影準備スイッチがオン操作されると、ステップS200に移行し、被写体距離マップ作成サブルーチンを実行する。ステップS111では、ステップS200で算出した被写体距離マップに基づき、焦点検出位置を決定する。ここで検出位置決定方法は至近側優先とし、ステップS200で得られた被写体の中で、最も至近側に位置する被写体の位置を、焦点検出位置として設定する。   If the AF mode is determined in step S108 or step S109, it is determined in step S110 whether or not the photographing preparation switch is turned on. If not, the process proceeds to step S117 to determine whether or not the main switch is turned off. To do. When the shooting preparation switch is turned on in step S110, the process proceeds to step S200 to execute a subject distance map creation subroutine. In step S111, the focus detection position is determined based on the subject distance map calculated in step S200. Here, the detection position determination method is given priority on the near side, and the position of the subject located closest to the subject obtained in step S200 is set as the focus detection position.

ステップS112では、ステップS111で決定した焦点検出位置における焦点ずれ量をステップS200で得られる被写体距離マップから算出し、得られた焦点ずれ量が許容値以下か否かを判断する。そして焦点ずれ量が許容値より大きい場合は、非合焦と判断し、ステップS113でフォーカスレンズを駆動し、その後ステップS110に戻って撮影準備スイッチが押されたか否かを判別する。そしてステップS112にて合焦状態に達したと判定されると、ステップS114にて合焦表示を行い、ステップS115に移行する。ステップS115では、撮影開始スイッチがオン操作されたか否かを判別し、オン操作されていなければステップS115にて撮影待機状態を維持する。ステップS115で撮影開始スイッチがオン操作されるとステップS300に移行し、撮影サブルーチンを実行する。   In step S112, the defocus amount at the focus detection position determined in step S111 is calculated from the subject distance map obtained in step S200, and it is determined whether or not the obtained defocus amount is equal to or less than an allowable value. If the defocus amount is larger than the allowable value, it is determined that the subject is out of focus, the focus lens is driven in step S113, and then the process returns to step S110 to determine whether or not the photographing preparation switch has been pressed. If it is determined in step S112 that the in-focus state has been reached, in-focus display is performed in step S114, and the process proceeds to step S115. In step S115, it is determined whether or not the shooting start switch has been turned on. If the switch has not been turned on, the shooting standby state is maintained in step S115. When the shooting start switch is turned on in step S115, the process proceeds to step S300, and a shooting subroutine is executed.

ステップS300の撮影サブルーチンが終了したら、ステップS116に進み、撮影開始スイッチがオフか否かを判断する。撮影開始スイッチがオンの状態で維持されている場合には、再びステップS300に進み、撮影サブルーチンを行う。いわゆる連写の動作を行う。ステップS116で、撮影開始スイッチがオフであると判断されると、ステップS400に進み、撮影画像確認サブルーチンに進む。撮影画像確認サブルーチンを終えると、ステップS117に進み、メインスイッチがオフされたか否かを判定する。メインスイッチがオフされていない場合には、ステップS103に戻る。メインスイッチがオフされた場合には、一連の動作を終了する。   When the photographing subroutine in step S300 is completed, the process proceeds to step S116, and it is determined whether or not the photographing start switch is off. If the shooting start switch is maintained in the on state, the process proceeds again to step S300, and a shooting subroutine is performed. A so-called continuous shooting operation is performed. If it is determined in step S116 that the shooting start switch is off, the process proceeds to step S400, and the process proceeds to a captured image confirmation subroutine. When the photographed image confirmation subroutine is finished, the process proceeds to step S117, and it is determined whether or not the main switch is turned off. If the main switch is not turned off, the process returns to step S103. When the main switch is turned off, the series of operations is terminated.

図12は被写体距離マップ作成サブルーチンのフロー図である。被写体距離マップ作成サブルーチンの一連の動作も測距手段、すなわち、CPU121が行う。メインフローのステップS200から当サブルーチンのステップS200にジャンプすると、ステップS201において焦点検出領域の設定を行う。AFモードに基づいて決められた少なくとも1つ以上の焦点検出領域の中から焦点検出領域を決め、ステップS202以降の処理を行う。ステップS202では、ステップS201で設定した焦点検出領域の焦点検出用画素の信号を読み出す。ステップS203では、相関演算用2像の創生を行う。ステップS202にて読み出した各焦点検出画素の信号を並べることで、相関演算用のA像、B像の信号とする。   FIG. 12 is a flowchart of the subject distance map creation subroutine. A series of operations of the subject distance map creation subroutine is also performed by the distance measuring means, that is, the CPU 121. When jumping from step S200 of the main flow to step S200 of this subroutine, the focus detection area is set in step S201. A focus detection area is determined from at least one focus detection area determined on the basis of the AF mode, and the processes in and after step S202 are performed. In step S202, the focus detection pixel signal in the focus detection area set in step S201 is read. In step S203, two images for correlation calculation are created. By arranging the signals of the focus detection pixels read out in step S202, the signals of the A and B images for correlation calculation are obtained.

ステップS204では、得られたA像、B像に基づいて相関演算を行い、A像、B像の位相差を算出する。ステップS205では、相関演算結果の信頼性を判定する。ここで信頼性とは、A像、B像の一致度を指し、A像、B像の一致度が良い場合は一般的に焦点検出結果の信頼性が高い。そこで、この一致度が或る閾値を超えているか否かで位相差検出結果の信頼性の判定を行ったり、複数の焦点検出領域が選択されている場合に信頼性の高い情報を優先的に使用したりするなどに用いる。ステップS206では、ステップS204で得られたA像、B像の位相差に対して、位相差を焦点ずれ量に変換する変換係数をかけることで、焦点ずれ量を演算する。   In step S204, correlation calculation is performed based on the obtained A and B images, and the phase difference between the A and B images is calculated. In step S205, the reliability of the correlation calculation result is determined. Here, the reliability refers to the degree of coincidence between the A and B images. When the degree of coincidence between the A and B images is good, the reliability of the focus detection result is generally high. Therefore, the reliability of the phase difference detection result is determined based on whether or not the degree of coincidence exceeds a certain threshold, or when a plurality of focus detection areas are selected, information with high reliability is given priority. Used for use. In step S206, the defocus amount is calculated by multiplying the phase difference between the A image and the B image obtained in step S204 by a conversion coefficient for converting the phase difference into the defocus amount.

ステップS207では、全焦点検出領域について、焦点ずれ量算出が完了したか否かを判別する。全焦点検出領域が完了していないと判別されたときには、ステップS201に戻り、残っている焦点検出領域の中から焦点検出領域を選んで設定する。ステップS207で全焦点検出領域が完了したと判別されたときには、ステップS208に進む。ステップS208では、ステップS201〜207を繰り返すことで得られた全焦点検出領域における焦点ずれ量から、焦点ずれ量マップを作成する。ここで焦点ずれ量マップとは、撮影画面上の位置と焦点ずれ量とを対応させた分布データである。   In step S207, it is determined whether or not the defocus amount calculation has been completed for the all focus detection region. If it is determined that the all-focus detection area is not completed, the process returns to step S201 to select and set a focus detection area from the remaining focus detection areas. If it is determined in step S207 that the all-focus detection area is completed, the process proceeds to step S208. In step S208, a defocus amount map is created from the defocus amount in the all focus detection region obtained by repeating steps S201 to S207. Here, the defocus amount map is distribution data in which the position on the photographing screen is associated with the defocus amount.

ステップS209では、ステップS208で得られた焦点ずれ量マップに対して、ステップS103のレンズ通信で撮影レンズ137から取得したレンズ情報を考慮して、焦点ずれ量を被写体距離に変換する。これにより、撮影画面上の位置と被写体距離とを対応させた分布データを得ることが可能となる。ステップS210では、被写体距離の分布データに基づき、被写体の抽出を行う。得られた被写体距離の分布の中で、被写体距離の近い領域をつなぎ合わせてグルーピングし、撮影画面中に含まれる被写体の輪郭を抽出する。これにより、各被写体の領域と被写体距離を対応させた被写体距離マップが得られることになる。ステップS210が終わったら、被写体距離マップ作成サブルーチンを終了し、メインフロー内のステップS111に進む。   In step S209, the defocus amount map obtained in step S208 is converted into the subject distance in consideration of the lens information acquired from the photographing lens 137 by the lens communication in step S103. This makes it possible to obtain distribution data in which the position on the shooting screen is associated with the subject distance. In step S210, subject extraction is performed based on subject distance distribution data. In the obtained distribution of subject distances, regions close to the subject distance are connected and grouped to extract the contour of the subject included in the shooting screen. As a result, a subject distance map in which each subject area is associated with the subject distance is obtained. When step S210 ends, the subject distance map creation subroutine ends, and the process proceeds to step S111 in the main flow.

図13は、撮影サブルーチンのフロー図である。撮影サブルーチンの一連の動作も、CPU121が行う。ステップS301では、光量調節絞りを駆動し、露光時間を規定するメカニカルシャッタの開口制御を行う。ステップS302では、高画素静止画撮影のための画像読み出し、すなわち全画素の読み出しを行う。ステップS200では、ステップS302で得られた撮影画像の中に含まれる焦点検出用画素の出力を用いて、ステップS200で説明した被写体距離マップ作成サブルーチンを行う。これにより得られる各被写体の領域と被写体距離を対応させた被写体距離マップから、撮影画像の焦点ずれの量が分かる。図11のステップS110の後に行うステップS200の被写体距離マップ作成サブルーチンと比較すると、得られる画像の画素数が多く、より正確な被写体距離マップを作成することができる。ただし、高画素静止画による被写体距離マップの作成は、処理する画素数が多いため、処理時間がかかったり、コストの高い処理装置が必要となったりする。そのため、ここで、被写体距離マップを作成することは必須ではない。   FIG. 13 is a flowchart of the photographing subroutine. The CPU 121 also performs a series of operations of the photographing subroutine. In step S301, the aperture adjustment of the mechanical shutter that defines the exposure time is performed by driving the light amount adjusting diaphragm. In step S302, image reading for high-pixel still image shooting, that is, reading of all pixels is performed. In step S200, the subject distance map creation subroutine described in step S200 is performed using the output of the focus detection pixels included in the captured image obtained in step S302. The amount of defocus of the captured image can be found from the subject distance map obtained by associating the subject area with the subject distance. Compared with the subject distance map creation subroutine of step S200 performed after step S110 of FIG. 11, the obtained image has a larger number of pixels and a more accurate subject distance map can be created. However, the creation of a subject distance map using a high-pixel still image requires a long processing time and requires a high-cost processing device because the number of pixels to be processed is large. Therefore, it is not essential here to create a subject distance map.

ステップS303では読み出した画像信号の欠損画素補間を行う。すなわち、焦点検出用画素の出力は撮像のためのRGBカラー情報を有しておらず、画像を得る上では欠陥画素に相当するため、周囲の撮像用画素の情報から補間により画像信号を創生する。ステップS304では、画像のγ補正、色変換、エッジ強調等の画像処理を行い、ステップS305において、フラッシュメモリ133に撮影画像を記録する。   In step S303, defective pixel interpolation of the read image signal is performed. That is, the output of the focus detection pixel does not have RGB color information for imaging, and corresponds to a defective pixel in obtaining an image. Therefore, an image signal is created by interpolation from information on surrounding imaging pixels. To do. In step S304, image processing such as γ correction, color conversion, and edge enhancement of the image is performed, and in step S305, the captured image is recorded in the flash memory 133.

ステップ306では、ステップS305で記録した撮影画像に対応させて、カメラ本体138の特性情報をフラッシュメモリ133とカメラ内メモリ144に記録する。ここでカメラ本体138の特性情報とは、撮像素子107の撮像用画素及び焦点検出用画素の受光感度分布情報、カメラ本体138内での撮影光束のケラレ情報、カメラ本体138と撮影レンズ137との取り付け面から撮像素子107までの距離情報、製造誤差情報などが含まれる。撮像素子107の撮像用画素及び焦点検出用画素の受光感度分布情報は、オンチップマイクロレンズMLと光電変換部PDによって決まるため、これらの情報を記録しても良い。   In step 306, the characteristic information of the camera body 138 is recorded in the flash memory 133 and the in-camera memory 144 in correspondence with the captured image recorded in step S 305. Here, the characteristic information of the camera body 138 includes the light receiving sensitivity distribution information of the imaging pixels and focus detection pixels of the image sensor 107, the vignetting information of the photographing light beam in the camera body 138, and the camera body 138 and the photographing lens 137. Information on the distance from the mounting surface to the image sensor 107, manufacturing error information, and the like are included. Since the light reception sensitivity distribution information of the imaging pixels and focus detection pixels of the imaging element 107 is determined by the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion unit PD, these pieces of information may be recorded.

ステップS307では、ステップS305で記録した撮影画像に対応させて、撮影レンズ137の特性情報をフラッシュメモリ133とカメラ内メモリ144に記録する。ここで撮影レンズ137の特性情報とは、射出瞳EPの情報、枠情報、撮影時のFナンバー情報、収差情報、製造誤差情報、などが含まれる。ステップS308では、撮影した画像に関する画像関連情報をフラッシュメモリ133とカメラ内メモリ144に記録する。画像関連情報とは、撮影前の焦点検出動作に関する情報や、被写体移動情報、焦点検出動作の精度に関わる情報などが含まれる。   In step S307, the characteristic information of the photographing lens 137 is recorded in the flash memory 133 and the in-camera memory 144 in correspondence with the photographed image recorded in step S305. Here, the characteristic information of the photographing lens 137 includes exit pupil EP information, frame information, F number information at the time of photographing, aberration information, manufacturing error information, and the like. In step S308, image-related information regarding the captured image is recorded in the flash memory 133 and the in-camera memory 144. The image related information includes information related to the focus detection operation before photographing, subject movement information, information related to the accuracy of the focus detection operation, and the like.

撮影前の焦点検出動作に関する情報には、被写体距離マップや撮影時のフォーカスレンズの位置情報などが含まれる。これらの情報は、画像に関連付けられ、記録される。また、被写体移動情報は、図11のステップS115において撮影開始スイッチのオフ状態が検出されず、ステップS200に移行する、いわゆる連写動作に移行した場合に得られる複数の被写体距離マップから算出される。具体的には、一定時間の間隔があいた被写体距離マップから、画像内での被写体の移動や、被写体距離の変化、すなわち被写体移動速度を検出する。   Information related to the focus detection operation before shooting includes a subject distance map, focus lens position information at the time of shooting, and the like. Such information is associated with the image and recorded. Further, the subject movement information is calculated from a plurality of subject distance maps obtained when the shooting start switch OFF state is not detected in step S115 in FIG. 11 and the procedure proceeds to step S200, which is a so-called continuous shooting operation. . Specifically, the movement of the subject in the image and the change in the subject distance, that is, the subject moving speed, are detected from the subject distance map having a fixed time interval.

また、焦点検出動作の精度に関わる情報とは、レンズのフォーカス駆動の位置精度や、ステップS200で行う被写体距離マップとして記録される被写体の距離情報の精度に関する情報である。この情報により、撮影された画像が、撮影者が意図した画像に対して、どの程度焦点ずれを起こしている可能性があるかを、推測することができる。例えば、レンズのフォーカス駆動の位置精度が悪いレンズで撮影を行った場合には、撮影された画像の焦点ずれ量は、比較的大きい可能性がある。一方、レンズのフォーカス駆動の位置精度が良いレンズで撮影を行った場合には、撮影された画像の焦点ずれ量は、小さい可能性が高い。このような、焦点ずれ量の大小の期待値を、数段階に区別し、焦点検出動作の精度に関わる情報として記録する。   The information related to the accuracy of the focus detection operation is information related to the accuracy of the focus drive of the lens and the accuracy of the subject distance information recorded as the subject distance map performed in step S200. With this information, it is possible to estimate how much the photographed image may be out of focus with respect to the image intended by the photographer. For example, when photographing is performed with a lens whose position accuracy of focus driving of the lens is poor, the defocus amount of the photographed image may be relatively large. On the other hand, when photographing is performed with a lens having good positional accuracy of focus driving of the lens, it is highly possible that the amount of defocus of the photographed image is small. Such an expected value of the amount of defocus is distinguished in several stages and recorded as information related to the accuracy of the focus detection operation.

ステップS308が終わると、ステップS300の撮影サブルーチンを終了し、メインルーチンのステップS116に進む。   When step S308 ends, the shooting subroutine of step S300 ends, and the process proceeds to step S116 of the main routine.

図14は、撮影画像確認サブルーチンのフロー図である。撮影画像確認サブルーチンの一連の動作も、CPU121が行う。ステップS401では、ステップS200で作成した被写体距離マップを取得する。ここで取得する被写体距離マップは、プレビュー画像から作成される被写体距離マップでも、高画素静止画撮影により作成される被写体距離マップでもよい。より正確な被写体領域と被写体距離を検出するためには、高画素静止画撮影により作成される被写体距離マップの方が望ましい。   FIG. 14 is a flowchart of the captured image confirmation subroutine. The CPU 121 also performs a series of operations of the captured image confirmation subroutine. In step S401, the subject distance map created in step S200 is acquired. The subject distance map acquired here may be a subject distance map created from a preview image or a subject distance map created by high-pixel still image shooting. In order to detect a more accurate subject area and subject distance, a subject distance map created by high-pixel still image shooting is more desirable.

ステップS402では、ボケ修復が可能な被写体距離の範囲と、被写体距離に応じてボケ修復に用いるフィルタを設定する。ステップS200の被写体距離マップ作成サブルーチンで説明したように、被写体距離マップから被写体領域と被写体距離を対応させた情報が得られる。また、図9で説明したように、ボケ修復可能な距離は撮影レンズ137の種類により異なり、ボケ修復可能な最も至近側の距離である第1距離Dist11と、最も無限遠側の距離である第2距離Dist12は変わってくる。そこで、撮影レンズ137によって決まるボケ修復可能な距離範囲(第1距離Dist11〜第2距離Dist12)内に位置する被写体の画像内における領域を、ボケ修復可能領域として設定する。これにより、各被写体領域と、その領域をボケ修復する際に用いる被写体距離とボケ修復フィルタを設定することができる。図8においては、Target1、Target2、Target3がボケ修復範囲となり、Dist1、Dist2、Dist3が、被写体距離範囲となる。これらのボケ修復可能領域、被写体距離範囲、ボケ修復の際に用いるボケ修復フィルタを、第1のボケ修復情報と呼ぶ。   In step S <b> 402, a subject distance range in which blur restoration is possible and a filter used for blur restoration are set according to the subject distance. As described in the subject distance map creation subroutine in step S200, information associating the subject area with the subject distance is obtained from the subject distance map. In addition, as described with reference to FIG. 9, the distance at which the blur can be repaired varies depending on the type of the photographing lens 137, and the first distance Dist 11 that is the closest distance that can be corrected for blur and the first distance that is the farthest infinity distance. The 2-distance Dist12 changes. Therefore, an area in the image of the subject located within the distance range (the first distance Dist11 to the second distance Dist12) determined by the photographing lens 137 that can be corrected for blur is set as the blur repairable area. Thereby, it is possible to set each subject area, a subject distance and a blur restoration filter used when restoring the blur. In FIG. 8, Target1, Target2, and Target3 are the blur repair ranges, and Dist1, Dist2, and Dist3 are the subject distance ranges. The blur repairable area, the subject distance range, and the blur repair filter used for blur repair are referred to as first blur repair information.

ステップS403では、ステップS402で設定された第1のボケ修復情報から抽出を行い、第2のボケ修復情報を設定する。この処理も上述の通りCPU121が行う。CPU121は、ボケ修復情報抽出手段として機能する。第2のボケ修復情報の設定に際しては、ステップS308で得られる画像関連情報を用いる。具体的には、撮影前後の焦点検出動作を行わず、被写体距離マップを算出していない場合には、ボケ修復範囲を、全領域適用外とし、実際のボケ修復処理は施さず、撮影された画像をそのままステップS404で表示する。一方、被写体距離マップを算出している場合には、最も焦点ずれ量が小さい範囲を有する被写体領域を、ボケ修復可能な領域とし、この領域の被写体距離範囲の設定を行う。ここで算出されるボケ修復可能な距離の範囲、および、ボケ修復に用いるフィルタを、第2のボケ修復情報と呼ぶ。例えば、図8において、被写体Target1〜3のうち、焦点ずれ量が最も小さい被写体が、Dist2の距離にあるTarget2の場合は、ボケ修復可能領域として、Target2とその被写体距離範囲としてDist2を中心とした一定範囲が設定される。Dist2は被写体領域Target2における被写体距離の代表値であるため、被写体領域Target2内の全ての領域の距離が一定であるわけではない。そのため、Target2の被写体距離範囲としてDist2を含む一定範囲を設定する。ここで設定する被写体距離範囲は、Target2内の全領域の距離範囲が含まれるものであることが望ましい。   In step S403, extraction is performed from the first blur repair information set in step S402, and second blur repair information is set. This process is also performed by the CPU 121 as described above. The CPU 121 functions as a blur repair information extraction unit. When setting the second blur repair information, the image related information obtained in step S308 is used. Specifically, when the focus detection operation before and after shooting was not performed and the subject distance map was not calculated, the blur restoration range was excluded from the entire area, and the image was shot without performing the actual blur restoration process. The image is displayed as it is in step S404. On the other hand, when the subject distance map is calculated, the subject region having the smallest defocus amount is set as a region where blur can be repaired, and the subject distance range of this region is set. The range of distance that can be corrected for blur and the filter used for blur correction are referred to as second blur correction information. For example, in FIG. 8, when the subject with the smallest defocus amount among the targets 1 to 3 is the target 2 that is at the distance of Dist2, as the blur repairable area, the target 2 and its subject distance range centered on Dist2 A certain range is set. Since Dist2 is a representative value of the subject distance in the subject region Target2, the distances of all the regions in the subject region Target2 are not constant. Therefore, a certain range including Dist2 is set as the subject distance range of Target2. It is desirable that the subject distance range set here includes the distance range of the entire area in Target2.

図17、図18を用いて、設定する被写体距離範囲について説明する。図17(B)は、図8(B)と同じ物である。図17(A)および図17(C)は、図8(B)のボケ修復画像に対して、ピントを前後に若干ずらしてボケ修復を行った画像である。これらのピントを若干ずらしたボケ修復処理は、被写体距離がDist2とは異なる距離の被写体のピントが合うようにボケ修復を行う処理と等しい。図18は、図17(A)および図17(C)で行ったボケ修復によりピントがあう被写体距離を図9に対して追記したものである。図17(A)のボケ修復は、Dist2fの被写体距離と対応し、図17(C)のボケ修復は、Dist2bの被写体距離と対応する。本実施形態では、被写体距離Dist2f〜Dist2bの範囲内に、被写体Target2の領域全域が含まれるように、被写体距離範囲を設定する。これらの被写体距離範囲、ボケ修復可能領域、ボケ修復の際に用いるボケ修復フィルタを、第2のボケ修復情報と呼ぶ。   The subject distance range to be set will be described with reference to FIGS. FIG. 17B is the same as FIG. FIGS. 17A and 17C are images obtained by performing the blur repair by slightly shifting the focus back and forth with respect to the blur repair image of FIG. 8B. The blur restoration process in which the focus is slightly shifted is equivalent to the process of performing the blur restoration so that the subject whose distance is different from Dist2 is in focus. FIG. 18 is a diagram in which the subject distance that is in focus by the blur restoration performed in FIGS. 17A and 17C is added to FIG. The blur restoration in FIG. 17A corresponds to the subject distance of Dist2f, and the blur restoration in FIG. 17C corresponds to the subject distance of Dist2b. In the present embodiment, the subject distance range is set so that the entire area of the subject Target2 is included in the range of the subject distances Dist2f to Dist2b. These subject distance range, blur repairable area, and blur repair filter used for blur repair are referred to as second blur repair information.

また、画像関連情報として、被写体移動情報を用いることも可能である。上述した通り被写体移動情報とは、画像内での被写体の移動や、被写体移動速度の情報である。被写体距離マップを取得した一定時間後に、ステップS305の画像信号記録を行った場合、画像内の被写体の位置や距離が変化している可能性がある。被写体移動情報を用いて、画像内の被写体位置や被写体距離の推定変化量を算出し、被写体距離マップを更新する。この更新された被写体距離マップから、上述したように焦点ずれ量の小さい範囲を有する被写体領域をボケ修復可能領域とし、その被写体距離範囲とともに設定される。   In addition, subject movement information can be used as the image-related information. As described above, the subject movement information is information on the movement of the subject in the image and the subject movement speed. If the image signal recording in step S305 is performed after a certain time after obtaining the subject distance map, the position and distance of the subject in the image may have changed. Using the subject movement information, an estimated change amount of the subject position and subject distance in the image is calculated, and the subject distance map is updated. From the updated subject distance map, a subject region having a small defocus amount range as described above is set as a blur repairable region, and is set together with the subject distance range.

また、画像関連情報として、焦点検出動作の精度に関わる情報を用いることも可能である。上述した通り、焦点検出動作の精度に関わる情報とは、レンズのフォーカス駆動の位置精度や被写体距離マップの算出精度の情報である。これらの精度情報から、得られた画像の被写体領域における焦点ずれ量の精度を算出することができる。上述した場合と同様に、画像内の第1の範囲内で、最も焦点ずれ量が小さい範囲を有する被写体領域を、ボケ修復可能な領域とし、この領域の被写体距離範囲の設定を行う。例えば、図8において、被写体Target1〜3のうち、焦点ずれ量が最も小さい被写体が、Dist2の距離にあるTarget2の場合は、第2の範囲として、Target2とその被写体距離範囲としてDist2を中心とした一定範囲が設定される。このTarget2の被写体距離範囲を設定する際に、焦点ずれ量の精度情報を用いて、被写体距離範囲の設定を行う。具体的には、レンズのフォーカス駆動の位置精度が悪く、所望の位置に対してレンズの位置がばらつく場合には、画像の焦点ずれ量が大きい可能性があるため、被写体距離範囲は、Target2の全領域の被写体距離より広い範囲を設定する。被写体距離マップの算出精度が悪い場合にも、同様に、被写体距離範囲は、Target2の全領域の被写体距離より広い範囲を設定する。これにより、焦点検出誤差や焦点調節誤差を含むTarget2内の領域の距離範囲を被写体距離範囲として設定することができる。これらの被写体距離マップや、被写体移動情報や焦点検出動作の精度に関わる情報は、画像関連情報に対応し、また測距動作に関する情報にも対応する。   Information relating to the accuracy of the focus detection operation can also be used as the image related information. As described above, the information related to the accuracy of the focus detection operation is information on the position accuracy of the lens focus drive and the calculation accuracy of the subject distance map. From these pieces of accuracy information, the accuracy of the defocus amount in the subject area of the obtained image can be calculated. As in the case described above, the subject area having the smallest defocus amount in the first range in the image is set as a blur repairable area, and the subject distance range of this area is set. For example, in FIG. 8, when the subject with the smallest defocus amount among the targets 1 to 3 is Target 2 at a distance of Dist 2, the second range is Target 2 and the subject distance range is centered on Dist 2. A certain range is set. When setting the subject distance range of Target2, the subject distance range is set using the accuracy information of the defocus amount. Specifically, when the position accuracy of the lens focus drive is poor and the lens position varies from the desired position, there is a possibility that the defocus amount of the image is large, so the subject distance range is Target2. Set a range wider than the subject distance of the entire area. Similarly, when the calculation accuracy of the subject distance map is poor, the subject distance range is set to be wider than the subject distance in the entire area of Target2. Thereby, the distance range of the area in Target 2 including the focus detection error and the focus adjustment error can be set as the subject distance range. These subject distance maps, subject movement information, and information related to the accuracy of the focus detection operation correspond to image-related information and also correspond to information related to the distance measurement operation.

ステップS403で第2のボケ修復情報の設定が終わると、ステップS500のボケ修復サブルーチンに進む。ステップS404では、ステップS500でボケ修復された画像を、表示器131に表示する。ステップS404が終わるとステップS405で、ピント位置微修正の指示の有無を判定する。撮影者の動作によって、ピント位置微修正の指示が出された場合には、ステップS406に進み、ステップS500のボケ修復で使用した被写体距離情報を修正する。被写体距離情報の修正は、ステップS403で設定される被写体距離範囲内で行う。ステップS406で被写体距離情報の修正がなされるとステップS500に戻り、再度ボケ修復処理を行う。   When the setting of the second blur repair information is completed in step S403, the process proceeds to the blur repair subroutine of step S500. In step S <b> 404, the image that has been repaired in step S <b> 500 is displayed on the display 131. When step S404 ends, in step S405, it is determined whether or not there is an instruction to finely adjust the focus position. If an instruction to finely adjust the focus position is issued by the photographer's action, the process proceeds to step S406, and the subject distance information used in the blur restoration in step S500 is corrected. The correction of the subject distance information is performed within the subject distance range set in step S403. When the subject distance information is corrected in step S406, the process returns to step S500, and blur correction processing is performed again.

ステップS405で、ピント位置微修正の指示がなかった場合には、ステップS407に進み、ボケ修復に使用した情報と共に、ボケ修正画像記録を行う。ステップS407を終えると、撮影後確認画像表示サブルーチンを終了し、撮影サブルーチンに戻る。   If there is no instruction for fine correction of the focus position in step S405, the process proceeds to step S407, and the blur correction image is recorded together with the information used for blur correction. When step S407 is completed, the post-shooting confirmation image display subroutine ends, and the process returns to the shooting subroutine.

このように、撮影レンズなどから決定する第1のボケ修復情報を、画像関連情報により限定し、第2のボケ修復情報を設定することにより以下のような利点がある。撮影者が、撮影した画像に対して、ピントの修正を行う場合には、撮影者の意図する被写体にある程度、ピントが合っている可能性が高い。そのため、画像処理装置にとってボケ修復可能な範囲全域にある被写体距離全域で、ボケ修復を行うと、撮影者にとっては無駄な修復領域が多く、処理時間などもかかるため、快適な操作を行うことができない。本実施形態のように、撮影した画像に関連する情報からボケ修復を行う範囲を狭めることによって、撮影者の意図するボケ修復画像を含む、より狭い被写体距離範囲のボケ修復処理のみを行えばよい。そのため、ボケ修復処理の計算負荷を低減させることができる。また、処理時間が少ないため、撮影者にとって快適なピント修正処理を行うことができる。   As described above, the first blur restoration information determined from the photographing lens or the like is limited by the image-related information, and the second blur restoration information is set to provide the following advantages. When the photographer corrects the focus on the photographed image, there is a high possibility that the subject intended by the photographer is in focus to some extent. For this reason, if blur correction is performed over the entire subject distance that is within the range where blur correction is possible for the image processing apparatus, there are many unnecessary repair areas for the photographer, and processing time is required. Can not. As in the present embodiment, by narrowing the range for performing the blur restoration from the information related to the captured image, it is only necessary to perform the blur restoration processing for the narrow subject distance range including the blur restoration image intended by the photographer. . Therefore, it is possible to reduce the calculation load of the blur repair process. Further, since the processing time is short, it is possible to perform a focus correction process that is comfortable for the photographer.

図15は、ボケ修復サブルーチンのフロー図である。ボケ修復サブルーチンの一連の動作も、CPU121が行う。ステップS501では、CPU121は、画像処理回路125における変換処理の内容を示す変換情報を取得する。ステップS502では、CPU121は、画像処理回路125から供給される画像情報を変換する際の変換方法を決定する。具体的には、CPU121は、ステップS501で取得した変換情報(必要に応じて、変換情報の他、ステップS306やステップS307で取得した画像処理装置特性や撮影レンズ特性情報)に基づいて、変換方法を決定する。ここで決定される変換方法は、特開2000−20691号公報に記載されている画像復元処理のアルゴリズムの前提条件である線形性を確保するために、露光値と画素値とが比例関係になるように画像情報を変換する方法である。   FIG. 15 is a flowchart of the blur repair subroutine. The CPU 121 also performs a series of operations of the blur repair subroutine. In step S <b> 501, the CPU 121 acquires conversion information indicating the content of conversion processing in the image processing circuit 125. In step S502, the CPU 121 determines a conversion method for converting the image information supplied from the image processing circuit 125. Specifically, the CPU 121 converts the conversion method based on the conversion information acquired in step S501 (if necessary, the conversion information, the image processing device characteristics and the photographing lens characteristics information acquired in step S306 and step S307). To decide. In the conversion method determined here, the exposure value and the pixel value are in a proportional relationship in order to ensure linearity, which is a precondition for the algorithm of the image restoration process described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-20691. In this way, the image information is converted.

例えば、画像処理回路125でガンマ補正を実行する場合には、ステップS502ではガンマ補正による変換の逆変換を実行する。これにより変換前の画像を再生することができ、線形性を有する画像を取得することが可能となる。同様に、画像処理回路125で色補正を実行する場合には、ステップS502では色変換による変換の逆変換を実行する。これにより、線形性を有する画像を取得することが可能となる。以上のように、ステップS502では、画像処理回路125による変換処理の逆変換に相当する変換方法を決定する。   For example, when gamma correction is executed by the image processing circuit 125, in step S502, inverse conversion of conversion by gamma correction is executed. As a result, the image before conversion can be reproduced, and an image having linearity can be acquired. Similarly, when color correction is executed by the image processing circuit 125, in step S502, inverse conversion of conversion by color conversion is executed. Thereby, it is possible to acquire an image having linearity. As described above, in step S502, a conversion method corresponding to the inverse conversion of the conversion process by the image processing circuit 125 is determined.

ステップS503では、画像処理回路125より撮影画像を取得する。そしてステップS504では、ステップS502で決定した変換方法に従って、取得した撮影画像を変換する。ステップS504で変換処理が終わると、ステップS600に進み、ボケ関数の生成を行う。上述したボケ修復フィルタとボケ関数は同義である。ステップS505では、ステップS600で生成したボケ関数の逆変換を行うことで、ステップS504で変換処理した撮影画像に対してボケ修復処理を行う。ここでは、一般的にデコンボリューション処理と呼ばれる画像復元アルゴリズムによってボケ修復処理を行う。これにより、所定被写体のボケが修復されたボケ修復画像を得ることができる。ボケ関数の逆変換処理を行うことによるボケ修復の方法は、特開2000−20691号公報に開示されているため、説明は省略する。ステップS505が終わるとボケ修復サブルーチンを終了し、撮影後確認画像表示サブルーチン内のステップS404に進む。   In step S <b> 503, a captured image is acquired from the image processing circuit 125. In step S504, the acquired captured image is converted according to the conversion method determined in step S502. When the conversion process ends in step S504, the process proceeds to step S600, and a blur function is generated. The blur restoration filter and the blur function described above are synonymous. In step S505, blur correction processing is performed on the captured image converted in step S504 by performing inverse transformation of the blur function generated in step S600. Here, the blur restoration process is performed by an image restoration algorithm generally called a deconvolution process. As a result, it is possible to obtain a blur repair image in which the blur of the predetermined subject is repaired. A method of restoring blur by performing inverse transformation processing of the blur function is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-20691, and thus description thereof is omitted. When step S505 ends, the blur restoration subroutine ends, and the process proceeds to step S404 in the post-shooting confirmation image display subroutine.

図16は、ボケ関数生成サブルーチンのフロー図である。ボケ関数生成サブルーチンの一連の動作も、CPU121が行う。ステップS601では、撮影時にステップS305でカメラ内メモリ144に記録されたカメラ本体138の特性情報を取得する。ステップS602では、撮影時にステップS306でカメラ内メモリ144に記録された撮影レンズ137の特性情報を取得する。   FIG. 16 is a flowchart of the blur function generation subroutine. The CPU 121 also performs a series of operations of the blur function generation subroutine. In step S601, the characteristic information of the camera main body 138 recorded in the camera memory 144 in step S305 at the time of shooting is acquired. In step S602, the characteristic information of the photographing lens 137 recorded in the camera memory 144 in step S306 at the time of photographing is acquired.

ステップS603では、ボケ関数を定義する際に用いるパラメータを取得する。ボケ関数は、撮影レンズ137と撮像素子107との間の光伝達特性によって決まる。そしてこの光伝達特性は、カメラ本体138の特性情報、撮影レンズ137の特性情報、撮影画像における被写体領域の位置、被写体距離などの要因によって変わる。そこで、これらの要因とボケ関数を定義する際に用いるパラメータとを関連付けたテーブルデータを、カメラ内メモリ144に記憶しておく。そしてステップS603が実行されると、CPU121は、これらの要因に基づいて、カメラ内メモリ144からボケ関数定義の際に用いるパラメータを取得する。   In step S603, a parameter used when defining the blur function is acquired. The blur function is determined by the light transfer characteristic between the photographing lens 137 and the image sensor 107. This light transfer characteristic varies depending on factors such as the characteristic information of the camera body 138, the characteristic information of the photographing lens 137, the position of the subject region in the photographed image, the subject distance, and the like. Therefore, table data in which these factors are associated with parameters used when defining the blur function is stored in the in-camera memory 144. When step S603 is executed, the CPU 121 acquires parameters used when defining the blur function from the in-camera memory 144 based on these factors.

ステップS604では、ステップS603で取得したボケパラメータに基づいて、ボケ関数を定義する。ボケ関数の例としては、ボケ現象が正規分布法則に沿うものとして考えたガウシアン分布などがある。中心画素からの距離をr、正規分布法則の任意のパラメータをσ2とすると、ボケ関数h(r)は、下記のように与えられる。   In step S604, a blur function is defined based on the blur parameter acquired in step S603. As an example of the blur function, there is a Gaussian distribution considered that the blur phenomenon follows the normal distribution law. When the distance from the center pixel is r and the arbitrary parameter of the normal distribution law is σ2, the blur function h (r) is given as follows.

h(r)={1/(σ√(2π))}・exp(−r2/σ2
ステップS604が終わったら、ボケ関数生成サブルーチンを終了し、ボケ修復サブルーチン内のステップS505に進む。
h (r) = {1 / (σ√ (2π))} · exp (−r 2 / σ 2 )
When step S604 ends, the blur function generation subroutine ends, and the process proceeds to step S505 in the blur repair subroutine.

第1の実施形態の画像処理装置では、撮影直後の再生時に、ピントの微修正を行う場合を説明したが、ピントの微修正を行う機会は、これに限らない。以前に撮影した画像を再生し、ピント修正を行う場合にも適用可能である。   In the image processing apparatus according to the first embodiment, the case of performing the fine correction of the focus at the time of reproduction immediately after shooting has been described, but the opportunity to perform the fine correction of the focus is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where a previously captured image is reproduced and the focus is corrected.

また、第1の実施形態の画像処理装置では、撮影レンズが交換可能なカメラで説明したが、撮影レンズがカメラに備わっている所謂レンズくくり付けタイプのカメラに適用してもよい。レンズくくり付けタイプのカメラにおいても、従来の課題は存在する。そして本実施形態で説明したようにボケ修復を行う画像範囲の絞込みを行うことで、同様の効果を得ることができる。   Further, in the image processing apparatus according to the first embodiment, the description has been made on the camera in which the photographing lens can be replaced. However, the image processing apparatus may be applied to a so-called lens attachment type camera in which the photographing lens is provided in the camera. The conventional problem also exists in the lens-attached type camera. As described in this embodiment, the same effect can be obtained by narrowing down the image range for performing the blur restoration.

また、第1の実施形態の画像処理装置では、焦点検出を撮像素子で行うカメラで説明したが、他の焦点検出手段を有するカメラに適用してもよい。他の焦点検出手段を有するカメラにおいても、従来の課題は存在する。そして本実施形態で説明したようにボケ修復を行う画像範囲の絞込みを行うことで、同様の効果を得ることができる。   In the image processing apparatus according to the first embodiment, the focus detection is performed by the camera using the image sensor, but the present invention may be applied to a camera having other focus detection means. Even in cameras having other focus detection means, there are conventional problems. As described in this embodiment, the same effect can be obtained by narrowing down the image range for performing the blur restoration.

(第2の実施形態)
以下、図19を参照して、本発明の第2の実施形態に係わる画像処理装置について説明する。第2の実施形態と第1の実施形態の違いは、第2の画像範囲を設定する際に利用する画像関連情報が異なる点である。第2の実施形態の構成によれば、より正確に、撮影者の意図する被写体を認識することができ、ボケ修復を行う第2の画像範囲を精度よく設定することができる。
(Second Embodiment)
The image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the image-related information used when setting the second image range is different. According to the configuration of the second embodiment, the subject intended by the photographer can be recognized more accurately, and the second image range for performing blur restoration can be set with high accuracy.

なお、第1の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図(図1)、焦点検出の実施方法(図2〜図7)、ボケ修復方法(図8〜図10)、撮影に関する動作(図11〜図13)、ボケ修復処理に関する動作(図15、図16)に関しては、第2の実施形態でも同様の構成であり、同様の動作を行うため、説明は省略する。   The block diagram (FIG. 1) showing the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment, the focus detection implementation method (FIGS. 2 to 7), the blur restoration method (FIGS. 8 to 10), and the operation related to photographing ( 11 to 13) and the operation relating to the blur repair process (FIGS. 15 and 16) are the same in the second embodiment and the same operation is performed, and thus the description thereof is omitted.

図11の画像処理装置のメインフローのステップS400にて行われる撮影画像確認サブルーチンについて、図19のフローチャートを用いて詳細に説明する。図19のフローチャートにおいて、第1の実施形態で示した撮影画像確認サブルーチンのフローチャートである図14と同様の処理を行う部分に関しては、同じ番号を付している。   The captured image confirmation subroutine performed in step S400 of the main flow of the image processing apparatus in FIG. 11 will be described in detail with reference to the flowchart in FIG. In the flowchart of FIG. 19, the same numbers are assigned to portions that perform the same processing as in FIG. 14 that is the flowchart of the captured image confirmation subroutine shown in the first embodiment.

ステップS401では、ステップS200で作成した被写体距離マップを取得する。ここで取得する被写体距離マップは、プレビュー画像から作成される被写体距離マップでも、高画素静止画撮影により作成される被写体距離マップでもよい。より正確な被写体領域と被写体距離を検出するためには、高画素静止画撮影により作成される被写体距離マップの方が望ましい。   In step S401, the subject distance map created in step S200 is acquired. The subject distance map acquired here may be a subject distance map created from a preview image or a subject distance map created by high-pixel still image shooting. In order to detect a more accurate subject area and subject distance, a subject distance map created by high-pixel still image shooting is more desirable.

ステップS402では、ボケ修復が可能な被写体距離の範囲と、被写体距離に応じてボケ修復に用いるフィルタを設定する。ステップS200の被写体距離マップ作成サブルーチンで説明したように、被写体距離マップから被写体領域と被写体距離を対応させた情報が得られる。また、図9で説明したように、ボケ修復可能な距離は撮影レンズ137の種類により異なり、ボケ修復可能な最も至近側の距離である第1距離Dist11と、最も無限遠側の距離である第2距離Dist12は変わってくる。そこで、撮影レンズ137によって決まるボケ修復可能な距離範囲(第1距離Dist11〜第2距離Dist12)内に位置する被写体の画像内における領域を、ボケ修復可能領域として設定する。これにより、各被写体領域と、その領域をボケ修復する際に用いる被写体距離とボケ修復フィルタを設定することができる。図8においては、Target1、Target2、Target3がボケ修復範囲となり、Dist1、Dist2、Dist3が、被写体距離範囲となる。これらのボケ修復可能領域、被写体距離範囲、ボケ修復の際に用いるボケ修復フィルタを、第1のボケ修復情報と呼ぶ。   In step S <b> 402, a subject distance range in which blur restoration is possible and a filter used for blur restoration are set according to the subject distance. As described in the subject distance map creation subroutine in step S200, information associating the subject area with the subject distance is obtained from the subject distance map. In addition, as described with reference to FIG. 9, the distance at which the blur can be repaired varies depending on the type of the photographing lens 137, and the first distance Dist 11 that is the closest distance that can be corrected for blur and the first distance that is the farthest infinity distance. The 2-distance Dist12 changes. Therefore, an area in the image of the subject located within the distance range (the first distance Dist11 to the second distance Dist12) determined by the photographing lens 137 that can be corrected for blur is set as the blur repairable area. Thereby, it is possible to set each subject area, a subject distance and a blur restoration filter used when restoring the blur. In FIG. 8, Target1, Target2, and Target3 are the blur repair ranges, and Dist1, Dist2, and Dist3 are the subject distance ranges. The blur repairable area, the subject distance range, and the blur repair filter used for blur repair are referred to as first blur repair information.

ステップS403では、ステップS402で設定された第1のボケ修復情報から抽出を行い、第2のボケ修復情報を設定する。この処理も上述の通りCPU121が行う。CPU121は、ボケ修復情報抽出手段として機能する。第2のボケ修復情報の設定に際しては、ステップS308で得られる画像関連情報を用いる。具体的には、撮影前後の焦点検出動作を行わず、被写体距離マップを算出していない場合には、ボケ修復範囲を、全領域適用外とし、実際のボケ修復処理は施さず、撮影された画像をそのままステップS404で、表示する。一方、被写体距離マップを算出している場合には、最も焦点ずれ量が小さい範囲を有する被写体領域を、ボケ修復可能な領域とし、この領域の被写体距離範囲の設定を行う。ここで算出されるボケ修復可能な距離の範囲、および、ボケ修復に用いるフィルタは、第2のボケ修復情報に対応する。例えば、図8において、被写体Target1〜3のうち、焦点ずれ量が最も小さい被写体が、Dist2の距離にあるTarget2の場合は、ボケ修復可能領域として、Target2とその被写体距離範囲としてDist2を中心とした一定範囲が設定される。Dist2は被写体領域Target2における被写体距離の代表値であるため、被写体領域Target2内の全ての領域の距離が一定であるわけではない。そのため、Target2の被写体距離範囲としてDist2を含む一定範囲を設定する。   In step S403, extraction is performed from the first blur repair information set in step S402, and second blur repair information is set. This process is also performed by the CPU 121 as described above. The CPU 121 functions as a blur repair information extraction unit. When setting the second blur repair information, the image related information obtained in step S308 is used. Specifically, when the focus detection operation before and after shooting was not performed and the subject distance map was not calculated, the blur restoration range was excluded from the entire area, and the image was shot without performing the actual blur restoration process. The image is displayed as it is in step S404. On the other hand, when the subject distance map is calculated, the subject region having the smallest defocus amount is set as a region where blur can be repaired, and the subject distance range of this region is set. The range of distance that can be corrected for blur and the filter used for blur correction correspond to the second blur correction information. For example, in FIG. 8, when the subject with the smallest defocus amount among the targets 1 to 3 is the target 2 that is at the distance of Dist2, as the blur repairable area, the target 2 and its subject distance range centered on Dist2 A certain range is set. Since Dist2 is a representative value of the subject distance in the subject region Target2, the distances of all the regions in the subject region Target2 are not constant. Therefore, a certain range including Dist2 is set as the subject distance range of Target2.

ここで設定する被写体距離範囲は、Target2内の全領域の距離範囲が含まれるものであることが望ましい。図17、図18を用いて、設定する被写体距離範囲について説明する。図17(B)は、図8(B)と同じ物である。図17(A)および(C)は、図8(B)のボケ修復画像に対して、ピントを前後に若干ずらしてボケ修復を行った画像である。これらのピントを若干ずらしたボケ修復処理は、被写体距離がDist2とは異なる距離の被写体のピントが合うようにボケ修復を行う処理と等しい。図18は、図17(A)および(C)で行ったボケ修復によりピントがあう被写体距離を図9に対して追記したものである。図17(A)のボケ修復は、Dist2fの被写体距離と対応し、図17(C)のボケ修復は、Dist2bの被写体距離と対応する。本実施形態では、被写体距離Dist2f〜Dist2bの範囲内に、被写体Target2の領域全域が含まれるように、被写体距離範囲を設定する。これらの被写体距離範囲、ボケ修復可能領域、ボケ修復の際に用いるボケ修復フィルタは、第2のボケ修復情報に対応する。   It is desirable that the subject distance range set here includes the distance range of the entire area in Target2. The subject distance range to be set will be described with reference to FIGS. FIG. 17B is the same as FIG. FIGS. 17A and 17C are images obtained by performing blur repair by shifting the focus slightly forward and backward with respect to the blur repair image of FIG. 8B. The blur restoration process in which the focus is slightly shifted is equivalent to the process of performing the blur restoration so that the subject whose distance is different from Dist2 is in focus. FIG. 18 is a diagram in which the subject distance that is in focus by the blur restoration performed in FIGS. 17A and 17C is added to FIG. The blur restoration in FIG. 17A corresponds to the subject distance of Dist2f, and the blur restoration in FIG. 17C corresponds to the subject distance of Dist2b. In the present embodiment, the subject distance range is set so that the entire area of the subject Target2 is included in the range of the subject distances Dist2f to Dist2b. The subject distance range, the blur repairable area, and the blur repair filter used for blur repair correspond to the second blur repair information.

また、画像関連情報として、被写体移動情報を用いることも可能である。上述した通り被写体移動情報とは、画像内での被写体の移動や、被写体移動速度の情報である。被写体距離マップを取得した一定時間後に、ステップS305の画像信号記録を行った場合、画像内の被写体の位置や距離が変化している可能性がある。被写体移動情報を用いて、画像内の被写体位置や被写体距離の推定変化量を算出し、被写体距離マップを更新する。この更新された被写体距離マップから、上述したように焦点ずれ量の小さい範囲を有する被写体領域をボケ修復可能領域とし、その被写体距離範囲とともに設定する。   In addition, subject movement information can be used as the image-related information. As described above, the subject movement information is information on the movement of the subject in the image and the subject movement speed. If the image signal recording in step S305 is performed after a certain time after obtaining the subject distance map, the position and distance of the subject in the image may have changed. Using the subject movement information, an estimated change amount of the subject position and subject distance in the image is calculated, and the subject distance map is updated. From the updated subject distance map, a subject region having a small defocus amount range as described above is set as a blur repairable region and set together with the subject distance range.

また、画像関連情報として、焦点検出動作の精度に関わる情報を用いることも可能である。上述した通り、焦点検出動作の精度に関わる情報とは、レンズのフォーカス駆動の位置精度や被写体距離マップの算出精度の情報である。これらの精度情報から、得られた画像の被写体領域における焦点ずれ量の精度を算出することができる。上述した場合と同様に、画像内の第1の範囲内で、最も焦点ずれ量が小さい範囲を有する被写体領域を、ボケ修復可能な領域とし、この領域の被写体距離範囲の設定を行う。例えば、図8において、被写体Target1〜3のうち、焦点ずれ量が最も小さい被写体が、Dist2の距離にあるTarget2の場合は、第2の範囲として、Target2とその被写体距離範囲としてDist2を中心とした一定範囲が設定される。このTarget2の被写体距離範囲を設定する際に、焦点ずれ量の精度情報を用いて、被写体距離範囲の設定を行う。具体的には、レンズのフォーカス駆動の位置精度が悪く、所望の位置に対してレンズの位置がばらつく場合には、画像の焦点ずれ量が大きい可能性があるため、被写体距離範囲は、Target2の全領域の被写体距離より広い範囲を設定する。被写体距離マップの算出精度が悪い場合にも、同様に、被写体距離範囲は、Target2の全領域の被写体距離より広い範囲を設定する。これにより、焦点検出誤差や焦点調節誤差を含むTarget2内の領域の距離範囲を被写体距離範囲として設定することができる。これらの被写体距離マップや、被写体移動情報や焦点検出動作の精度に関わる情報は、画像関連情報に対応し、また測距動作に関する情報にも対応する。   Information relating to the accuracy of the focus detection operation can also be used as the image related information. As described above, the information related to the accuracy of the focus detection operation is information on the position accuracy of the lens focus drive and the calculation accuracy of the subject distance map. From these pieces of accuracy information, the accuracy of the defocus amount in the subject area of the obtained image can be calculated. As in the case described above, the subject area having the smallest defocus amount in the first range in the image is set as a blur repairable area, and the subject distance range of this area is set. For example, in FIG. 8, when the subject with the smallest defocus amount among the targets 1 to 3 is Target 2 at a distance of Dist 2, the second range is Target 2 and the subject distance range is centered on Dist 2. A certain range is set. When setting the subject distance range of Target2, the subject distance range is set using the accuracy information of the defocus amount. Specifically, when the position accuracy of the lens focus drive is poor and the lens position varies from the desired position, there is a possibility that the defocus amount of the image is large, so the subject distance range is Target2. Set a range wider than the subject distance of the entire area. Similarly, when the calculation accuracy of the subject distance map is poor, the subject distance range is set to be wider than the subject distance in the entire area of Target2. Thereby, the distance range of the area in Target 2 including the focus detection error and the focus adjustment error can be set as the subject distance range. These subject distance maps, subject movement information, and information related to the accuracy of the focus detection operation correspond to image-related information and also correspond to information related to the distance measurement operation.

ステップS403で第2の画像範囲と被写体の距離範囲設定が終わると、ステップS500のボケ修復サブルーチンに進む。ステップS404では、ステップS500でボケ修復された画像を、表示器131に表示する。ステップS404が終わるとステップS405で、ピント位置微修正の指示の有無を判定する。撮影者の動作によって、ピント位置微修正の指示が出された場合には、ステップS406に進み、ステップS500のボケ修復で使用した被写体距離情報を修正する。被写体距離情報の修正は、ステップS403で設定される被写体距離範囲内で行う。   When the setting of the distance range between the second image range and the subject is completed in step S403, the process proceeds to a blur repair subroutine in step S500. In step S <b> 404, the image that has been repaired in step S <b> 500 is displayed on the display 131. When step S404 ends, in step S405, it is determined whether or not there is an instruction to finely adjust the focus position. If an instruction to finely adjust the focus position is issued by the photographer's action, the process proceeds to step S406, and the subject distance information used in the blur restoration in step S500 is corrected. The correction of the subject distance information is performed within the subject distance range set in step S403.

ステップS406を終えるとステップS4001に移行し、画像の拡大表示がされているか否かを(表示状態を)判断する。画像処理装置に備えられている画像表示装置は、一般に十分に大きくないため、撮影した画像のピント状況を確認するためには、画像の拡大表示を行うと確認しやすい。画像の拡大表示が行われていた場合は、ステップS4002に進み、第2のボケ修復情報の更新を行う。上述したように画像の拡大が行われている場合には、拡大されて表示されている範囲が、撮影者が望むボケ修復領域と推測することができる。その表示領域が、既に設定されているボケ修復領域より狭い場合には、その領域を更新し、第2のボケ修復情報を再度設定する。ここで使用する画像の拡大表示情報は、画像関連情報に対応し、画像表示関連情報にも対応する。ステップS4001で画像の拡大表示がされていなかった場合や、ステップS4002で第2のボケ修復情報の更新がなされるとステップS500に戻り、再度ボケ修復処理を行う。ステップS405で、ピント位置微修正の指示がなかった場合には、撮影後確認画像表示サブルーチンを終了し、撮影サブルーチンに戻る。   When step S406 is completed, the process proceeds to step S4001, and it is determined whether or not the image is enlarged (display state). Since the image display apparatus provided in the image processing apparatus is generally not sufficiently large, it is easy to confirm if the enlarged display of the image is performed in order to confirm the focus state of the captured image. If the enlarged display of the image has been performed, the process advances to step S4002 to update the second blur repair information. When the image is enlarged as described above, it can be estimated that the enlarged and displayed range is the blur repair region desired by the photographer. If the display area is narrower than the already set blur repair area, the area is updated and the second blur repair information is set again. The enlarged display information of the image used here corresponds to the image related information and also corresponds to the image display related information. When the enlarged display of the image is not performed in step S4001 or when the second blur repair information is updated in step S4002, the process returns to step S500, and the blur repair process is performed again. In step S405, if there is no instruction for fine correction of the focus position, the post-shooting confirmation image display subroutine is terminated and the process returns to the shooting subroutine.

このように、撮影レンズなどから決定する第1のボケ修復情報を、画像関連情報により限定し、第2のボケ修復情報を設定することにより以下のような利点がある。撮影者が、撮影した画像を拡大表示して、ピントの修正を行う場合には、撮影者の意図する被写体が、拡大されて表示されている可能性が高い。本実施形態のように、撮影した画像に関連する再生時の拡大情報からボケ修復を行う範囲を狭めることによって、撮影者の意図するボケ修復画像を含む、より狭い被写体距離範囲のボケ修復処理のみを行えばよい。そのため、ボケ修復処理の計算負荷を低減させることができる。また、処理時間が少ないため、撮影者にとって快適なピント修正処理を行うことができる。   As described above, the first blur restoration information determined from the photographing lens or the like is limited by the image-related information, and the second blur restoration information is set to provide the following advantages. When the photographer enlarges and displays the photographed image and corrects the focus, there is a high possibility that the subject intended by the photographer is magnified and displayed. As in this embodiment, by reducing the range for performing blur restoration from the enlarged information at the time of reproduction related to the photographed image, only the blur restoration processing for a narrower subject distance range including the blur restoration image intended by the photographer is performed. Can be done. Therefore, it is possible to reduce the calculation load of the blur repair process. Further, since the processing time is short, it is possible to perform a focus correction process that is comfortable for the photographer.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

Claims (11)

撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換する撮像手段により得られた画像データに画像処理によってボケ修復を行う修復手段と、
撮影レンズに関する情報に基づいて前記修復手段によるボケ修復が可能な被写体距離の範囲を設定する第1の設定手段と、
画像データの画像内の被写体距離の情報に基づいて、前記ボケ修復が可能な被写体距離の範囲よりも狭いボケ修復を行う被写体距離の範囲を設定する第2の設定手段とを備え、 前記修復手段は、前記第2の設定手段によって設定された前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲において前記画像データのボケ修復を行うことを特徴とする画像処理装置。
A restoration means for performing blur restoration by image processing on image data obtained by an imaging means for photoelectrically converting subject light incident through the photographing lens;
First setting means for setting a subject distance range in which blur correction by the repairing means is possible based on information relating to the photographing lens;
A second setting unit that sets a subject distance range for performing blur restoration that is narrower than a subject distance range in which the blur restoration is possible based on information on a subject distance in an image of image data; The image processing apparatus performs the blur restoration of the image data in a range of the subject distance for performing the blur restoration set by the second setting unit.
前記修復手段は、前記撮影レンズと前記撮像手段との間の光伝達特性に基づいた復元処理によりボケ修復を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the restoration unit performs blur restoration by a restoration process based on a light transmission characteristic between the photographing lens and the imaging unit. 被写体の距離情報を取得する測距手段をさらに備え、前記画像データの画像内の被写体距離の情報とは、領域ごとの被写体距離を示す情報であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。   The distance measuring means for obtaining subject distance information is further provided, and the subject distance information in the image of the image data is information indicating the subject distance for each region. Image processing apparatus. 前記測距手段は、前記撮像手段に含まれる瞳分割された画素からの出力の位相差に基づいて前記領域ごとの被写体の距離情報を算出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。   4. The image processing according to claim 3, wherein the distance measuring unit calculates distance information of a subject for each region based on a phase difference of an output from a pupil-divided pixel included in the imaging unit. apparatus. 前記第2の設定手段は、画像データの画像内の被写体情報に基づいて前記ボケ修復を行う範囲を設定す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。   5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second setting unit sets a range in which the blur restoration is performed based on subject information in an image of image data. 前記被写体情報とは、画像データの画像内に存在する顔の位置の情報であることを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 5, wherein the subject information is information on a position of a face existing in an image of image data. 前記第2の設定手段は、前記被写体情報に基づいて、最も焦点ずれ量が小さい被写体を含む被写体距離の範囲を、前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲に設定することを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理装置。   6. The second setting means, based on the subject information, sets a subject distance range including a subject with the smallest defocus amount to a subject distance range for performing the blur repair. Or the image processing apparatus of 6. 撮像手段と、
前記画像データから前記被写体情報を検出する検出手段とを備えることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の画像処理装置。
Imaging means;
The image processing apparatus according to claim 5, further comprising a detection unit that detects the subject information from the image data.
前記撮像手段で得られた画像を表示する表示手段をさらに備え、前記第2の設定手段は、前記表示手段による画像の表示状態に基づいて、前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲を設定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus further includes display means for displaying an image obtained by the imaging means, and the second setting means sets a subject distance range for performing the blur restoration based on a display state of the image by the display means. The image processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記修復手段の行う前記画像処理は、デコンボリューション処理であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing performed by the restoration unit is a deconvolution process. 撮影レンズを介して入射した被写体光を光電変換する撮像手段により得られた画像データに画像処理によってボケ修復を行う修復工程と、
撮影レンズに関する情報に基づいて前記修復工程によるボケ修復が可能な被写体距離の範囲を設定する第1の設定工程と、
画像データの画像内の被写体距離の情報に基づいて、前記ボケ修復が可能な被写体距離の範囲よりも狭いボケ修復を行う被写体距離の範囲を設定する第2の設定工程とを備え、 前記修復工程では、前記第2の設定工程によって設定された前記ボケ修復を行う被写体距離の範囲において前記画像データのボケ修復を行うことを特徴とする画像処理方法。
A restoration step of performing blur restoration by image processing on image data obtained by an imaging means that photoelectrically converts subject light incident through the photographing lens;
A first setting step for setting a subject distance range in which the blur repair by the repair step can be performed based on information on the photographing lens;
A second setting step of setting a subject distance range for performing blur restoration that is narrower than a subject distance range in which the blur restoration is possible based on information on a subject distance in an image of image data, and the restoration step Then, the image processing method is characterized in that blur correction of the image data is performed within a subject distance range in which the blur correction is performed set in the second setting step.
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