JP7039221B2 - Control method of image processing device, image pickup device and image processing device - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、撮像装置および画像処理装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an image processing device, an image pickup device, and a control method for the image processing device.
デジタルカメラなどの撮像装置において、信号を読み出す際に、連写の際の撮影枚数を増加させたり、高速での動画撮影行ったり、カメラの電池を抑制したりする技術が知られている。特許文献1は、画素の間引き駆動や画素信号の加算を伴った読み出し(再サンプリング)を行い、低解像度で撮像することが可能な構成を開示している。
In an image pickup device such as a digital camera, there are known techniques for increasing the number of shots taken during continuous shooting, performing high-speed moving image shooting, and suppressing the battery of a camera when reading a signal.
しかしながら、特許文献1では、加算間引き後の画像信号には偽の周波数をもつエイリアス信号(折り返し成分)により、画像の一部が変質する「モアレ」が生じており画像の品位が低下している。また、特許文献2は、撮影光学系の瞳の異なる領域から到来する光束が生ずる複数の被写体像の相対的偏位量から被写体像までの距離情報を表すデフォーカス量分布を検出する画像処理装置を開示している。折り返し成分を含む画像信号を用いて特許文献2におけるデフォーカス分布を検出すると、偽解像被写体によってデフォーカス量の誤検出が発生してしまう。
However, in
本発明は、再サンプリングによる画像信号への影響を信頼度として算出することを可能にした画像処理装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of calculating the influence of resampling on an image signal as a reliability.
上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、撮像手段から出力される信号から所定の周波数帯域を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出力に応じて着目画素に信頼度を割り当てる第1の信頼度生成手段と、撮像手段から出力される信号を再サンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段から出力される信号に基づいて距離に対応する分布情報を算出する算出手段と、前記分布情報の信頼度を算出する第2の信頼度生成手段と、前記第1の信頼度生成手段が出力した信頼度と、前記第2の信頼度生成手段が出力した信頼度を統合する統合手段と、を備え、前記第1の信頼度生成手段は、撮像手段から出力される信号の周波数が閾値より高い場合には、閾値より低い場合に比べて、低い信頼度を割り当てる。 In order to solve the above problems, the image processing apparatus of the present invention allocates reliability to the extraction means for extracting a predetermined frequency band from the signal output from the image pickup means and the pixel of interest according to the output of the extraction means. The first reliability generation means, the sampling means for resample the signal output from the image pickup means, the calculation means for calculating the distribution information corresponding to the distance based on the signal output from the sampling means, and the distribution. A second reliability generating means for calculating the reliability of information, an integrated means for integrating the reliability output by the first reliability generating means and the reliability output by the second reliability generating means. When the frequency of the signal output from the image pickup means is higher than the threshold value, the first reliability generation means assigns a lower reliability than when the frequency is lower than the threshold value.
本発明によれば、再サンプリングによる画像信号への影響を信頼度として算出することを可能にした画像処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus capable of calculating the influence of resampling on an image signal as a reliability.
(第1実施形態)
図1は、撮像装置100の機能構成を示すブロック図である。撮像装置100は、例えばデジタルカメラである。撮像装置100は、システム制御部101、ROM102、RAM103,光学系104、撮像部105、画像処理部106、記録媒体107およびバス108を備える。なお、光学系104を除く各ブロックの集合は、画像処理装置として実現されてもよい。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the
システム制御部101は、撮像装置100が備える各ブロックの動作プログラムをROM102より読み出し、RAM103に展開して実行することにより、撮像装置100が備える各ブロックの動作を制御する。システム制御部101は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。ROM(Read only memory)102は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、撮像装置100が備える各ブロックの動作プログラムに加え、各ブロックの動作に必要なパラメータ等を記憶する。焦点検出などで必要なレンズ情報として、射出瞳距離もROM102に記憶されている。RAM(Random Access Memory)103は、書き換え可能な揮発性メモリであり、撮像装置100が備える各ブロックの動作において出力されたデータの一時的な記憶領域として用いられる。
The
光学系104は、被写体像を撮像部105に結像する。光学系104には絞りも含まれており、光学系の開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う。撮像部105は、撮像素子であり、光学系104により撮像素子に結像された光学像を光電変換し、得られたアナログ画像信号にA/D変換処理を適用し、デジタル画像信号をRAM103に出力して記憶させる。撮像部105は、例えば、CCDセンサやCMOSセンサ等である。また、本実施形態の撮像部105は、特開2008-278453号公報で開示される、画素の間引き駆動や画素信号の加算を伴った読み出しを行うことができる構成となっている。さらに、撮像部105は、A/D変換処理後のデジタル画像信号に対して、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどのフィルタ処理を施すことも可能である。
The
画像処理部106は、RAM103に記憶されている画像データに対して、ホワイトバランス調整、色補間、縮小/拡大、フィルタリングなどの各種処理や、さらにデフォーカスマップの作成など様々な画像処理を行う。記録媒体107は、着脱可能なメモリカード等であり、RAM103に記憶され画像処理部106で処理された画像や、撮像部105でA/D変換された画像などが、記録画像として記録される。バス108は、各ブロックの間で信号のやり取りを行うために用いられる。
The
図2は、撮像部105の画素の配置を示す図である。撮像部105の撮像素子は、複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズそれぞれに対応する複数の画素を備えている。図2に示すように、撮像部105には、単位画素200(一画素)が行列状に2次元配列されている。そして、各画素上にはそれぞれR(Red)/G(Green)/B(Blue)のカラーフィルタがベイヤー配列により配置されている。また、また、単位画素200内にはそれぞれ、第1光電変換部である副画素aと、第2光電変換部である副画素bが配置されている。副画素aにはFD(フォトダイオード)201aが、副画素bにはFD201bが配置されている。副画素aおよび副画素bのそれぞれの出力信号は、デフォーカス量検出に利用される。また、副画素aおよび副画素bの出力信号を加算して得られた信号(a/b加算信号)は、撮影用の画像の生成に用いられる。
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of pixels of the
図3は、光学系104の射出瞳から出る光束と単位画素200との関係を示す模式図である。単位画素200上には、カラーフィルタ301およびマイクロレンズ302が形成されている。光軸304は、マイクロレンズ302を有する画素(単位画素200)に対して射出瞳303から出た光束の中心を示している。射出瞳303を通過した光束は、光軸304を中心として単位画素200に入射する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the luminous flux emitted from the exit pupil of the
瞳領域305および瞳領域306は、射出瞳のうち互いに異なる瞳領域(一部領域)である。瞳領域305を通過する光束は、マイクロレンズ302を介して、副画素a(FD201a)により受光される。一方、瞳領域306を通過する光束は、マイクロレンズ302を介して、副画素b(FD201b)により受光される。このように、副画素aおよび副画素bは、それぞれ、撮影レンズの射出瞳の別々の領域の光を受光している。このため、副画素aの出力信号と副画素bの出力信号を比較することにより、位相差方式のデフォーカス量検出が可能となる。
The
図4は、撮像部105と画像処理部106の処理内容を説明するためのブロック図である。撮像部105は、A像・B像取得部(以下、取得部という)401、水平画素加算間引き部(以下、間引き部という)402、折り返し成分信頼度生成部(以下、信頼度生成部という)403および信頼度マップ抽出部(以下、抽出部という)404を有する。画像処理部106は、画像加算処理部405、デフォーカス量検出部(以下、検出部という)406および信頼度マップ統合部(以下、統合部という)407を有する。図5は、撮像部105と画像処理部106の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図4と図5を参照し説明を行う。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the processing contents of the
ステップS501で、取得部401は、撮像素子の出力信号であるA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号を取得する。A像ベイヤー信号は、副画素aから得られる像信号であり、B像ベイヤー信号は、副画素bから得られる像信号である。以降の説明のため、取得部401で取得する信号の画素数をフルサイズと呼ぶこことする。また、本実施形態において水平画素数は6000画素とする。
In step S501, the
ステップS502で、間引き部402は、ステップS501で取得したフルサイズのA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号それぞれに対し、水平画素加算間引き処理を行い、画素信号を生成する。水平画素加算間引き処理は、再サンプリングの一例である。本実施形態において、フルサイズのベイヤー信号の水平画素数は6000画素であったが、水平画素加算間引き処理により、画素信号の水平画素数は2000画素となる。
In step S502, the thinning
図6は、水平画素加算間引き処理を説明するための模式図である。RG行601は、R画素が配置されているRG行を、GB行602は、B画素が配置されているGB行を示している。水平画素加算間引き処理では、黒塗りの画素位置において画素値が加算され、加算間引き後の画素数は1/3になる。1/3加算間引きされた際の水平画素数は、6000×1/3=2000画素となる。フィルタ係数607は、RG行601のR画素603およびGB行602のG画素604における、3画素加算フィルタの係数である。また、フィルタ係数608は、RG行601のG画素605およびGB行602のB画素606における3画素加算フィルタの係数である。例えば、R画素603における画素値の加算は、フィルタ係数607に従って行われる。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the horizontal pixel addition thinning process. The
ステップS503で、信頼度生成部403は、折り返し成分に対する信頼度を折り返し信頼度マップとして生成する。具体的には、フルサイズのA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号(出力信号)それぞれにフィルタ処理を施してA像の信頼度マップとB像の信頼度マップと生成し、2つの信頼度マップを統合して折り返し信頼度マップを生成する。
In step S503, the
まず、折り返し成分について説明する。折り返し成分は、加算による画素の間引き数に応じて変化する。本実施形態では、加算による画素の間引きは、間引き部402と画像加算処理部405において合計2回行われる。画像加算処理部405では、2×2画素のベイヤー単位で画素信号を加算して輝度信号を生成する。この処理により、画素数は水平方向において1/2、垂直方向においても1/2減少する。つまり、ステップS501で取得したフルサイズのベイヤー信号は、間引き部402で加算され、水平画素数が2000画素の画素信号となる。さらに、水平画素数が2000画素の画素信号が画像加算処理部405で加算されることで、水平画素数が1000画素の輝度信号(Y)となる。
First, the folding component will be described. The folding component changes according to the number of pixels thinned out by addition. In the present embodiment, the thinning of pixels by addition is performed twice in total by the thinning
図7は、加算処理のフィルタ係数について説明する図である。フィルタ係数701は、輝度加算フィルタ係数である。フィルタ係数701は、画像加算処理部405での加算処理(ステップS505)を示すフィルタ係数である。輝度信号(Y)を生成するための加算処理では、間引き部402において加算間引き処理した画素をさらに加算する。画像加算処理部405は、例えば、水平方向のRG行601においては、加算間引き処理後のR画素603とG画素605を加算する。
図8は、フィルタ係数701の周波数特性を表した図である。横軸は、サンプリング周波数で正規化した正規化周波数で、0.5がナイキスト周波数である。縦軸は、正規化周波数=0の振幅で正規化した正規化振幅である。デフォーカス量検出用の輝度信号の水平画素数はフルサイズの水平画素数に対して1/6に縮小されているので、正規化周波数が1/6=0.166より高周波の信号、すなわち、図8における灰色の領域が折り返し成分となる。折り返し成分では、画像の一部が変質してモアレが発生し、画像の品位が低下する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a filter coefficient of the addition process. The
FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the
次に、折り返し成分がデフォーカス量検出に与える影響について説明する。図9で、折り返し成分にはならない周波数帯域の場合を説明し、図10で、折り返し成分の周波数帯域の場合を説明する。
図9(A)は、図8における正規化周波数が0.08の帯域をもつサイン波被写体のラインプロファイルを示す図である。正規化周波数が0.08の帯域は、図8における白色の領域、すなわち、折り返し成分ではない領域にある。横軸は水平方向の座標を、縦軸は信号値を表している。実線901が副画素aの出力信号を、破線902が副画素bの出力信号を表している。実線901と破線902より、副画素aと副画素bとは水平方向に1画素分、位相がずれていることがわかる。
Next, the effect of the folding component on the defocus amount detection will be described. FIG. 9 describes the case of a frequency band that does not become a folding component, and FIG. 10 describes a case of a frequency band that does not become a folding component.
FIG. 9A is a diagram showing a line profile of a sine wave subject having a band having a normalized frequency of 0.08 in FIG. The band with a normalized frequency of 0.08 is in the white region in FIG. 8, i.e., the region that is not the wrapping component. The horizontal axis represents horizontal coordinates, and the vertical axis represents signal values. The
図9(B)は、図9(A)で示される出力信号に対して加算間引き処理を施した輝度信号を表す図である。実線903が副画素aの出力信号より生成した輝度信号を、破線904が副画素bの出力信号より生成した輝度信号を表している。加算間引き処理により、画素数がフルサイズの1/6になっているので、位相のずれ量も縮退している。すなわち、サブピクセル単位で位相ずれを検出すると、ずれ量は1/6画素となる。図9(B)に示されるように、折り返し成分にはならない周波数帯域では加算間引き処理を行っても副画素の位相のずれ量を正確に抽出することができる。そのため、正しいデフォーカス量を検出することができる。なお、副画素の位相のずれ量からデフォーカス量を計算する手法については、例えば特開2008-15754号公報に開示されている方法を用いればよい。
FIG. 9B is a diagram showing a luminance signal obtained by performing addition thinning processing on the output signal shown in FIG. 9A. The
一方、図10(A)は、図8における正規化周波数が0.26の帯域をもつサイン波被写体のラインプロファイルを示す図である。正規化周波数が0.26の帯域は、図8における灰色の領域、すなわち、折り返し成分の領域である。横軸は水平方向の座標を、縦軸は信号値を表している。実線1001が副画素aの出力信号を、破線1002が副画素bの出力信号を表している。実線1001と破線1002より、副画素aと副画素bは水平方向に1画素位相がずれていることがわかる。
On the other hand, FIG. 10A is a diagram showing a line profile of a sine wave subject having a band with a normalized frequency of 0.26 in FIG. The band having a normalized frequency of 0.26 is the gray region in FIG. 8, that is, the region of the folding component. The horizontal axis represents horizontal coordinates, and the vertical axis represents signal values. The
図10(B)は、図10(A)で示される出力信号に対して加算間引き処理を施した輝度信号を示す図である。実線1003が副画素aの出力信号より生成した輝度信号を、破線1004が副画素bの出力信号より生成した輝度信号を表している。図10(B)に示されるように、折り返し成分となる周波数帯域の出力信号を加算間引き処理した輝度信号は、折り返しによって位相が変化し、位相ずれが正しいずれ量である1/6画素とはなっていない。
FIG. 10B is a diagram showing a luminance signal obtained by performing addition thinning processing on the output signal shown in FIG. 10A. The
すなわち、フルサイズの状態での正規化周波数の帯域が0.166より高い場合は、折り返し成分により正しいデフォーカス量を検出できず、一方、0.166より低い場合は、正しいデフォーカス量を検出することができる。したがって、加算間引き処理後に正しいデフォーカス量を検出できるか否かを判断するには、フルサイズの状態での正規化周波数の帯域が0.166より高いか、低いかを検出すればよい。 That is, when the band of the normalized frequency in the full size state is higher than 0.166, the correct defocus amount cannot be detected due to the folding component, while when it is lower than 0.166, the correct defocus amount is detected. can do. Therefore, in order to determine whether or not the correct defocus amount can be detected after the addition thinning process, it is sufficient to detect whether the band of the normalized frequency in the full size state is higher or lower than 0.166.
そこで、フルサイズの状態での正規化周波数の帯域が0.166より高いか、低いかに基づいて、折り返し信頼度マップを生成する。具体的には、フルサイズのA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号それぞれにハイパスフィルタ(HPF)を施し、予め設定した閾値より出力値の方が低い場合には高信頼度を、出力値の方が高い場合には低信頼度を割り当て、信頼度マップを生成する。なお、高信頼度の領域は、図8の白い領域に対応し、低信頼度の領域は、折り返し成分を示す図8の灰色の領域に対応する。そして、A像の信頼度マップとB像の信頼度マップとを統合して、折り返し信頼度マップを生成する。 Therefore, a folded reliability map is generated based on whether the band of the normalized frequency in the full size state is higher or lower than 0.166. Specifically, a high-pass filter (HPF) is applied to each of the full-size A image Bayer signal and B image Bayer signal, and if the output value is lower than the preset threshold value, high reliability is given to the output value. If is high, assign low confidence and generate a confidence map. The high-reliability region corresponds to the white region of FIG. 8, and the low-reliability region corresponds to the gray region of FIG. 8 showing the folded-back component. Then, the reliability map of the A image and the reliability map of the B image are integrated to generate a folded reliability map.
図11は、ハイパスフィルタの周波数特性について説明する図である。本実施形態では、周波数が0.166より低い高信頼度の領域の周波数を減衰し、周波数が0.166より高い低信頼度の領域の周波数を通す周波数特性1101のハイパスフィルタを用いる。周波数特性1101のハイパスフィルタは、例えば、フィルタ係数が[-1 2 -1]のハイパスフィルタであり、図9(A)と図10(A)の出力信号に対しては、閾値を40に設定することで、信頼度の割り当てを行うことができる。 FIG. 11 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the high-pass filter. In this embodiment, a high-pass filter having a frequency characteristic of 1101 is used, which attenuates the frequency in the high-reliability region whose frequency is lower than 0.166 and passes the frequency in the low-reliability region whose frequency is higher than 0.166. The high-pass filter having the frequency characteristic 1101 is, for example, a high-pass filter having a filter coefficient of [-12 -1], and the threshold value is set to 40 for the output signals of FIGS. 9 (A) and 10 (A). By doing so, the reliability can be assigned.
折り返し信頼度マップを生成するのに、ハイパスフィルタではなくバンドパスフィルタ(BPF)を用いてもよい。バンドパスフィルタを用いることで、演算規模は大きくなるが、より精度の高い信頼度を割り当てることができる。図12は、バンドパスフィルタの周波数特性について説明する図である。本実施形態では、周波数が0.166より低い高信頼度の領域の周波数をカットオフし、周波数が0.166より高い低信頼度の領域の周波数を通す周波数特性1201のバンドパスフィルタを用いる。フィルタ係数のタップ数を50タップ設けることで、急峻なフィルタ特性を有する周波数特性1201のバンドパスフィルタを構成するが可能である。バンドパスフィルタを用いて折り返し信頼度マップを生成する場合には、バンドパスフィルタを施した出力値について、予め設定した閾値より出力値の方が低い場合には高信頼度を、出力値の方が高い場合には低信頼度を割り当てる。 A bandpass filter (BPF) may be used instead of the highpass filter to generate the wrap reliability map. By using the bandpass filter, the calculation scale becomes large, but more accurate reliability can be assigned. FIG. 12 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the bandpass filter. In this embodiment, a bandpass filter having a frequency characteristic of 1201 is used, which cuts off the frequency in the high reliability region where the frequency is lower than 0.166 and passes the frequency in the low reliability region where the frequency is higher than 0.166. By providing 50 taps of the filter coefficient, it is possible to construct a bandpass filter having a frequency characteristic 1201 having a steep filter characteristic. When generating a wrap-around reliability map using a bandpass filter, the output value with the bandpass filter should be highly reliable if the output value is lower than the preset threshold value. If is high, assign low reliability.
折り返し信頼度マップを生成するのに、ハイパスフィルタではなくローパスフィルタ(LPF)を用いてもよい。図13は、ローパスフィルタの周波数特性について説明する図である。本実施形態では、周波数が0.166より低い高信頼度の領域の周波数を通し、周波数が0.166より高い低信頼度の領域の周波数をカットオフする周波数特性1301のローパスフィルタを用いる。ローパスフィルタを用いて折り返し信頼度マップを生成する場合には、ローパスフィルタを施した出力値について、予め設定した閾値より高い出力値には高信頼度を、予め設定した閾値より低い出力値には低信頼度を割り当てる。 A low pass filter (LPF) may be used instead of the high pass filter to generate the wrap reliability map. FIG. 13 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the low-pass filter. In this embodiment, a low-pass filter having a frequency characteristic of 1301 is used, which passes through a frequency in a high-reliability region whose frequency is lower than 0.166 and cuts off a frequency in a low-reliability region whose frequency is higher than 0.166. When a wrap-around reliability map is generated using a low-pass filter, high reliability is set for output values higher than the preset threshold value, and high reliability is set for output values lower than the preset threshold value for output values that have been subjected to the low-pass filter. Assign low reliability.
本実施形態では、ハイパスフィルタ(もしくはバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ)をフルサイズのA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号それぞれに施し、A像における折り返し信頼度マップとB像における折り返し信頼度マップを生成する。さらに、生成した2つの信頼度マップを論理和で統合した、折り返し信頼度マップを出力する。つまり、統合した折り返し信頼度マップでは、A像とB像における信頼度が両方とも高信頼となっている場合のみ高信頼として出力され、それ以外の組み合わせは低信頼として出力される。なお、本実施形態における信頼度マップの階調は、高信頼か低信頼かの2値であるが、これに限定されるものではなく、上記フィルタの出力値に応じて多値の信頼度としてもよい。また、本実施形態では1/6に加算間引きする場合について説明したが、これに限定されるものではない。信頼度を抽出するフィルタの抽出帯域は、加算間引き数に応じて適宜変更すればよい。 In the present embodiment, a high-pass filter (or band-pass filter, low-pass filter) is applied to each of the full-size A image Bayer signal and B image Bayer signal to generate a folding reliability map in the A image and a folding reliability map in the B image. do. Furthermore, a folded reliability map that integrates the two generated reliability maps by ORing is output. That is, in the integrated folding reliability map, only when the reliability in both the A image and the B image is high reliability is output as high reliability, and the other combinations are output as low reliability. The gradation of the reliability map in the present embodiment has two values of high reliability and low reliability, but is not limited to this, and is a multi-valued reliability according to the output value of the above filter. May be good. Further, in the present embodiment, the case of adding and thinning out to 1/6 has been described, but the present invention is not limited to this. The extraction band of the filter that extracts the reliability may be appropriately changed according to the addition thinning number.
ステップS504で、抽出部404は、ステップS503で生成した折り返し信頼度マップから所定間隔ごとに値を抽出する。所定間隔は、ステップS506にて説明するデフォーカスマップ(もしくはデフォーカスマップの信頼度マップ)に合わせて設定される。図14は、折り返し信頼度マップの抽出間隔について説明する図である。画素1401は、ステップS503で生成した折り返し信頼度マップにおける1画素を表す。抽出部404は、ステップS506で検出部406が検出するデフォーカス量の位置に合わせて、黒色の着目画素1402の間隔で折り返し信頼度マップの情報を抽出する。本実施形態においては、例えば、120画素おきに折り返し信頼度マップの情報を抽出するものとする。ステップS503で生成した折り返し信頼度マップの水平画素数が6000画素であるとすると、抽出後の折り返し信頼度マップの水平画素数は6000/120=50画素となる。なお、ステップS503において折り返し成分の信頼度を算出する着目画素の位置をデフォーカス量算出時と同一の座標として離散的に算出しておき、抽出部404では何もしない構成としてもよい。
In step S504, the
ステップS505で、画像加算処理部405は、ステップS502で間引き部402により水平画素加算間引き処理された画素信号を加算して、輝度信号を生成する。図15は、画像加算処理について説明する図である。画像加算処理部405は、図15に示されるように、2×2画素のベイヤー単位で画素信号を加算して輝度信号を生成する。例えば、画像加算処理部405は、太線で囲まれたRa、Ga、Ga、Baの各画素の信号を加算してYaの輝度信号を生成する。この処理により、画素数は水平方向において1/2、垂直方向においても1/2減少する。つまり、ステップS501で取得したフルサイズのベイヤー信号は、間引き部402で加算され(ステップS502)、さらに、画像加算処理部405で加算される(ステップS505)ことで、水平1000画素の輝度信号となる。なお、本実施形態においては、ステップS502およびステップS505において加算間引き処理を行う例を説明したが、これに限られるものではなく、補間処理によって再サンプリングして画素を減縮してもよい。
In step S505, the image
ステップS506で、検出部406は、ステップS505で生成したA像の輝度信号およびB像の輝度信号に基づいて、デフォーカスマップとデフォーカスマップの信頼度マップを生成する。そして、検出部406は、生成したデフォーカスマップをRAM103に出力する。デフォーカスマップは、距離に対応する分布情報である。デフォーカス量とその信頼度を算出する位置は離散的であり、本実施形態においては20画素おきにデフォーカス量を検出するものとする。そのため、生成されるデフォーカスマップとデフォーカスマップの信頼度マップの水平画素数は1000/20=50画素となる。
In step S506, the
検出部406は、例えば、特開2008-15754号公報開示されている方法を用いて画素信号の相関量からデフォーカス量を算出して、デフォーカスマップを生成する。また、検出部406は、A像とB像のコントラストを評価し、低コントラストである場合はデフォーカス量に低い信頼度を割り当て、高コントラストである場合にはデフォーカス量高い信頼度を割り当て、信頼度マップを生成する。なお、信頼度マップの生成方法はこれに限定されるものではなく、例えばA像とB像の相関演算を行った際の最小値が所定値以上かを判定し、所定値以上の場合は低い信頼度を割り当て、所定値未満の場合は高い信頼度を割り当てるようにしてもよい。
The
ステップS507で、統合部407は、ステップS504で生成した折り返し信頼度マップと、ステップS506で生成したデフォーカスマップの信頼度マップとを論理和で統合する。論理和の演算は、ステップS503と同様である。また、信頼度が多値の場合は、例えば、加重平均などの方法を用いて統合する。統合部407は、統合した信頼度マップをRAM103に出力する。
In step S507, the
RAM103に出力されたデフォーカスマップおよび統合後の信頼度マップは、オートフォーカスや、撮像画像に対する背景ボケ付与などの画像処理に用いられる。着目画素が低信頼となっている場合は、周囲の高信頼となっている画素のデフォーカス量を参照することで、加算間引きによって誤検出しているデフォーカス量を用いることを回避し、より高精度な画像処理を行うことができる。なお、本実施形態においては、加算間引き後の画像信号を参照して生成したデフォーカスマップに対応する信頼度マップとして、折り返し成分の信頼度マップを生成する場合について説明したがこれに限られるものではない。折り返し成分の信頼度マップは、動きベクトルが正確であるかの評価や、「モアレ」によって画質の品位が低下しているか否かの判断に適用してもよい。
The defocus map output to the
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像部で、加算間引き前のフルサイズの信号から、加算間引き後に折り返し成分が含まれるか否かを、折り返し成分に対する信頼度として算出できる。そのため、加算間引き後の画像信号から位相差方式で検出したデフォーカス量について、加算間引きによる折り返し成分の影響で誤検出が発生する領域を高精度に検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, the imaging unit can calculate from the full-size signal before the addition thinning out whether or not the folding back component is included after the addition thinning out as the reliability for the folding back component. Therefore, with respect to the defocus amount detected by the phase difference method from the image signal after the addition thinning, it is possible to detect with high accuracy the region where erroneous detection occurs due to the influence of the folding component due to the addition thinning.
(第2実施形態)
第1実施形態の撮像部105は、間引き部402、信頼度生成部403および抽出部404を備え、画素の加算間引きや折り返し成分に対する信頼度の算出を行っていた。本実施形態では、これらの処理を画像処理部106で行う場合について説明する。なお、本実施形態における撮像装置100の構成は、第1実施形態において図1を用いて説明されている各構成と同様である。また、撮像部105の画素配置も、第1実施形態において図2を用いて説明されている画素配置と同様である。画像処理部106は、画像処理装置として実現されてもよい。
(Second Embodiment)
The
図16は、撮像部105と画像処理部106の処理内容を説明するためのブロック図である。なお、本実施形態ではデフォーカスマップと信頼度マップの生成に加えて、4K記録用に像信号ABベイヤー画像もRAM103に出力する。
撮像部105は、取得部401を備える。撮像部105は、取得部401において、水平画素数6000画素のフルサイズのA像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号を取得する。第1実施形態においては、撮像部105は、画素の加算間引きを行ったりフィルタ処理を施して信頼度を算出したりできる構成であったが、本実施形態ではそれらを削減し撮像部の構成を簡素化している。
FIG. 16 is a block diagram for explaining the processing contents of the
The
画像処理部106は、間引き部402、信頼度生成部403、抽出部404、画像加算処理部405、検出部406、統合部407、AB像生成部1601および適応補間縮小部1602を備える。画像処理部106における、水平画素加算間引き部402から統合部407までの動作は第1実施形態と同様である。ここでもデフォーカス量の検出を行う際に加算間引きによる折り返し成分の影響で誤検出が発生する領域を低信頼として検出することができる。そのため、デフォーカス量に応じて追尾する被写体領域を決めるなどで応用する際に、デフォーカス量の誤検出を抑制し、より高精度に追尾被写体の領域を定めることができる。
The
次に、画像処理部106の4K記録動作について説明する。AB像生成部1601は、A像ベイヤー信号とB像ベイヤー信号を加算しAB像ベイヤー信号を生成する。生成したAB像ベイヤー信号の水平画素数は6000画素である。適応補間縮小部1602は、AB像ベイヤー信号を縮小して、4KサイズのAB像ベイヤー信号を生成する。適応補間縮小部1602は、水平画素加算間引き部402のように単純な画素の間引きによる縮小ではなく、より品位が良好な縮小画像が得られる方法を用いる。例えば、特開2016-103797号公報に開示されているように、信号の相関が高い方向を判定し、判定結果に基づいて着目画素の信号を補間する方法が変化するようにして、より品位が良好な縮小画像が得られる方法を用いる。本実施形態において、適応補間縮小部1602は、水平画素数が6000画素のAB像ベイヤー信号を補間処理により縮小して、水平画素数が4000画素の4KサイズのAB像ベイヤー信号を生成する。
Next, the 4K recording operation of the
なお、本実施の形態においては、画像処理部において加算間引き処理からデフォーカスマップに対応する信頼度マップとして折り返し成分の信頼度マップの生成まで行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、特開2016-58963号公報に開示されているようにデジタルフロントエンド部を設けて、デジタルフロントエンド部において加算間引きやフィルタ処理による信頼度マップの生成を行う構成としてもよい。 In the present embodiment, the case where the image processing unit performs from the addition thinning process to the generation of the reliability map of the wrapping component as the reliability map corresponding to the defocus map has been described, but the present invention is not limited to this. do not have. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-58963, a digital front-end unit may be provided, and the digital front-end unit may generate a reliability map by addition thinning or filtering.
以上説明したように、本実施形態によれば、画像処理部において折り返し成分に対する信頼度の算出を行うことができる。そのため、画像処理部において加算間引き後の画像信号から位相差方式のデフォーカス量の検出を行う際に、加算間引きによって誤検出が発生する領域を低信頼として判定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the image processing unit can calculate the reliability of the folded-back component. Therefore, when the image processing unit detects the defocus amount of the phase difference method from the image signal after the addition thinning, it is possible to determine the region where erroneous detection occurs due to the addition thinning as low reliability.
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
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および変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
100 撮像装置
101 システム制御部
105 撮像部
106 画像処理部
100
Claims (9)
前記抽出手段の出力に応じて着目画素に信頼度を割り当てる第1の信頼度生成手段と、
撮像手段から出力される信号を再サンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段から出力される信号に基づいて距離に対応する分布情報を算出する算出手段と、
前記分布情報の信頼度を算出する第2の信頼度生成手段と、
前記第1の信頼度生成手段が出力した信頼度と、前記第2の信頼度生成手段が出力した信頼度を統合する統合手段と、を備え、
前記第1の信頼度生成手段は、撮像手段から出力される信号の周波数が閾値より高い場合には、閾値より低い場合に比べて、低い信頼度を割り当てることを特徴とする画像処理装置。 An extraction means that extracts a predetermined frequency band from a signal output from the image pickup means, and an extraction means.
A first reliability generating means that assigns reliability to the pixel of interest according to the output of the extraction means,
A sampling means that resamples the signal output from the image pickup means,
A calculation means for calculating distribution information corresponding to a distance based on a signal output from the sampling means, and a calculation means.
A second reliability generation means for calculating the reliability of the distribution information,
The reliability generated by the first reliability generating means and the integrated means for integrating the reliability output by the second reliability generating means are provided.
The first reliability generation means is an image processing apparatus characterized in that when the frequency of a signal output from an image pickup means is higher than a threshold value, lower reliability is assigned as compared with the case where the frequency is lower than the threshold value.
前記第1の信頼度生成手段は、前記抽出手段の出力と閾値とを比較し、該出力が前記閾値より大きい場合は低い信頼度を割り当て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 extraction means is a high-pass filter or a band-pass filter.
The image according to claim 1 or 2 , wherein the first reliability generation means compares an output of the extraction means with a threshold value, and assigns a low reliability when the output is larger than the threshold value. Processing device.
前記第1の信頼度生成手段は、前記抽出手段の出力と閾値とを比較し、該出力が前記閾値より小さい場合は低い信頼度を割り当て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 extraction means is a low-pass filter.
The image according to claim 1 or 2 , wherein the first reliability generation means compares an output of the extraction means with a threshold value, and assigns a low reliability when the output is smaller than the threshold value. Processing device.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置と、を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging means having a photoelectric conversion unit and
An image pickup apparatus comprising the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
撮像手段から出力される信号から所定の周波数帯域を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程の出力に応じて着目画素に信頼度を割り当てる第1の信頼度生成工程と、
撮像手段から出力される信号を再サンプリングするサンプリング工程と、
前記サンプリング工程で出力される信号に基づいて距離に対応する分布情報を算出する算出工程と、
前記分布情報の信頼度を算出する第2の信頼度生成工程と、
前記第1の信頼度生成工程で出力した信頼度と、前記第2の信頼度生成工程で出力した信頼度を統合する統合工程と、を有し、
前記第1の信頼度生成工程では、撮像手段から出力される信号の周波数が閾値より高い場合には、閾値より低い場合に比べて、低い信頼度を割り当てることを特徴とする制御方法。 It is a control method for image processing equipment.
An extraction process that extracts a predetermined frequency band from a signal output from an imaging means,
A first reliability generation step of assigning reliability to the pixel of interest according to the output of the extraction step, and
A sampling process that resamples the signal output from the imaging means,
A calculation step of calculating distribution information corresponding to a distance based on a signal output in the sampling step, and a calculation step.
A second reliability generation step for calculating the reliability of the distribution information, and
It has a reliability output in the first reliability generation step and an integration step for integrating the reliability output in the second reliability generation step .
The first reliability generation step is a control method characterized in that when the frequency of a signal output from an imaging means is higher than a threshold value, lower reliability is assigned as compared with the case where the frequency is lower than the threshold value.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008015754A (en) | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nikon Corp | Image pickup device, image processor and image processing method |
JP2008278453A (en) | 2007-04-03 | 2008-11-13 | Canon Inc | Image sensing apparatus and image capturing system |
WO2016038934A1 (en) | 2014-09-09 | 2016-03-17 | 富士フイルム株式会社 | Image pickup device and focus control method |
WO2016080153A1 (en) | 2014-11-18 | 2016-05-26 | 富士フイルム株式会社 | Focus control device, focus control method, focus control program, lens device, and imaging device |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008015754A (en) | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Nikon Corp | Image pickup device, image processor and image processing method |
JP2008278453A (en) | 2007-04-03 | 2008-11-13 | Canon Inc | Image sensing apparatus and image capturing system |
WO2016038934A1 (en) | 2014-09-09 | 2016-03-17 | 富士フイルム株式会社 | Image pickup device and focus control method |
WO2016080153A1 (en) | 2014-11-18 | 2016-05-26 | 富士フイルム株式会社 | Focus control device, focus control method, focus control program, lens device, and imaging device |
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