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JP7039221B2 - Control method of image processing device, image pickup device and image processing device - Google Patents

Control method of image processing device, image pickup device and image processing device Download PDF

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JP7039221B2 JP2017173186A JP2017173186A JP7039221B2 JP 7039221 B2 JP7039221 B2 JP 7039221B2 JP 2017173186 A JP2017173186 A JP 2017173186A JP 2017173186 A JP2017173186 A JP 2017173186A JP 7039221 B2 JP7039221 B2 JP 7039221B2
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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. Patent Document 1 discloses a configuration in which pixel thinning drive and readout (resampling) accompanied by addition of pixel signals can be performed to capture an image at a low resolution.

特開2008-278453号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-278453 特開2008-015754号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-05754

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 Patent Document 1, the image signal after addition thinning has an alias signal (folding component) having a false frequency, which causes "moire" in which a part of the image is altered, and the quality of the image is deteriorated. .. Further, Patent Document 2 is an image processing apparatus that detects a defocus amount distribution representing distance information from a relative deviation amount of a plurality of subject images in which light flux arriving from different regions of the pupil of a photographing optical system is generated to the subject image. Is disclosed. When the defocus distribution in Patent Document 2 is detected using an image signal containing a folding component, an erroneous detection of the defocus amount occurs depending on the false-resolution subject.

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.

撮像装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an image pickup apparatus. 撮像部の画素の配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the pixel of the image pickup part. 射出瞳から出る光束と撮像部の単位画素との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the light flux emitted from an exit pupil and the unit pixel of an image pickup part. 撮像部と画像処理部の機能構成を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the functional structure of an image pickup part and an image processing part. 撮像部と画像処理部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation of the image pickup unit and the image processing unit. 水平画素加算間引き処理について説明する図である。It is a figure explaining the horizontal pixel addition thinning process. 加算処理のフィルタ係数について説明する図である。It is a figure explaining the filter coefficient of addition processing. 輝度加算のフィルタ係数の周波数特性について説明する図である。It is a figure explaining the frequency characteristic of the filter coefficient of luminance addition. 正規化周波数が0.08の帯域の被写体について説明する図である。It is a figure explaining the subject of the band of the normalized frequency of 0.08. 正規化周波数が0.26の帯域の被写体について説明する図である。It is a figure explaining the subject of the band of a normalized frequency of 0.26. 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。It is a figure explaining the frequency characteristic of a high-pass filter. 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。It is a figure explaining the frequency characteristic of a bandpass filter. 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。It is a figure explaining the frequency characteristic of a low-pass filter. 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。It is a figure explaining the extraction interval of the wrapping reliability map. 画像加算処理について説明する図である。It is a figure explaining the image addition process. 撮像部と画像処理部の機能構成を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the functional structure of an image pickup part and an image processing part.

(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 image pickup apparatus 100. The image pickup apparatus 100 is, for example, a digital camera. The image pickup apparatus 100 includes a system control unit 101, a ROM 102, a RAM 103, an optical system 104, an image pickup unit 105, an image processing unit 106, a recording medium 107, and a bus 108. The set of each block except the optical system 104 may be realized as an image processing device.

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 system control unit 101 controls the operation of each block included in the image pickup apparatus 100 by reading the operation program of each block included in the image pickup apparatus 100 from the ROM 102, expanding the program into the RAM 103, and executing the operation program. The system control unit 101 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The ROM (Read only memory) 102 is a rewritable non-volatile memory, and stores, in addition to the operation program of each block included in the image pickup apparatus 100, parameters and the like necessary for the operation of each block. The exit pupil distance is also stored in the ROM 102 as lens information necessary for focus detection and the like. The RAM (Random Access Memory) 103 is a rewritable volatile memory, and is used as a temporary storage area for data output in the operation of each block included in the image pickup apparatus 100.

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 optical system 104 forms a subject image on the image pickup unit 105. The optical system 104 also includes a diaphragm, and the amount of light at the time of photographing is adjusted by adjusting the aperture diameter of the optical system. The image pickup unit 105 is an image pickup element, and an optical image formed on the image pickup element by the optical system 104 is photoelectrically converted, an A / D conversion process is applied to the obtained analog image signal, and the digital image signal is transferred to the RAM 103. Output and memorize. The image pickup unit 105 is, for example, a CCD sensor, a CMOS sensor, or the like. Further, the image pickup unit 105 of the present embodiment has a configuration capable of performing reading with pixel thinning drive and addition of pixel signals, which is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-278453. Further, the image pickup unit 105 can also apply a filter process such as a high-pass filter or a band-pass filter to the digital image signal after the A / D conversion process.

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 image processing unit 106 performs various processing such as white balance adjustment, color interpolation, reduction / enlargement, and filtering, and various image processing such as creation of a defocus map on the image data stored in the RAM 103. The recording medium 107 is a detachable memory card or the like, and an image stored in the RAM 103 and processed by the image processing unit 106, an image A / D converted by the image pickup unit 105, and the like are recorded as recorded images. Bus 108 is used to exchange signals between each block.

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 image pickup unit 105. The image pickup device of the image pickup unit 105 includes a plurality of microlenses and a plurality of pixels corresponding to each of the plurality of microlenses. As shown in FIG. 2, unit pixels 200 (one pixel) are two-dimensionally arranged in a matrix in the image pickup unit 105. R (Red) / G (Green) / B (Blue) color filters are arranged on each pixel in a Bayer arrangement. Further, in the unit pixel 200, a sub-pixel a which is a first photoelectric conversion unit and a sub-pixel b which is a second photoelectric conversion unit are arranged, respectively. An FD (photodiode) 201a is arranged in the sub-pixel a, and an FD201b is arranged in the sub-pixel b. The output signals of the sub-pixel a and the sub-pixel b are used for defocus amount detection. Further, the signal (a / b addition signal) obtained by adding the output signals of the sub-pixel a and the sub-pixel b is used to generate an image for photographing.

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 optical system 104 and the unit pixel 200. A color filter 301 and a microlens 302 are formed on the unit pixel 200. The optical axis 304 indicates the center of the light flux emitted from the exit pupil 303 with respect to the pixel (unit pixel 200) having the microlens 302. The luminous flux that has passed through the exit pupil 303 is incident on the unit pixel 200 about the optical axis 304.

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 pupil region 305 and the pupil region 306 are different pupil regions (partial regions) of the exit pupils. The luminous flux passing through the pupil region 305 is received by the sub-pixel a (FD201a) via the microlens 302. On the other hand, the luminous flux passing through the pupil region 306 is received by the sub-pixel b (FD201b) via the microlens 302. As described above, the sub-pixel a and the sub-pixel b each receive light in different regions of the exit pupil of the photographing lens. Therefore, by comparing the output signal of the sub-pixel a and the output signal of the sub-pixel b, it is possible to detect the defocus amount by the phase difference method.

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 image pickup unit 105 and the image processing unit 106. The image pickup unit 105 includes an A image / B image acquisition unit (hereinafter referred to as an acquisition unit) 401, a horizontal pixel addition thinning unit (hereinafter referred to as a thinning unit) 402, and a folding component reliability generation unit (hereinafter referred to as a reliability generation unit). It has a 403 and a reliability map extraction unit (hereinafter referred to as an extraction unit) 404. The image processing unit 106 includes an image addition processing unit 405, a defocus amount detection unit (hereinafter referred to as a detection unit) 406, and a reliability map integration unit (hereinafter referred to as an integration unit) 407. FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the image pickup unit 105 and the image processing unit 106. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 4 and 5.

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 acquisition unit 401 acquires the A image Bayer signal and the B image Bayer signal, which are the output signals of the image sensor. The A image Bayer signal is an image signal obtained from the sub-pixel a, and the B image Bayer signal is an image signal obtained from the sub-pixel b. For the following description, the number of pixels of the signal acquired by the acquisition unit 401 is referred to as full size. Further, in the present embodiment, the number of horizontal pixels is 6000 pixels.

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 unit 402 performs horizontal pixel addition thinning processing on each of the full-size A image Bayer signal and B image Bayer signal acquired in step S501 to generate a pixel signal. The horizontal pixel addition thinning process is an example of resampling. In the present embodiment, the number of horizontal pixels of the full-size Bayer signal is 6000 pixels, but the number of horizontal pixels of the pixel signal becomes 2000 pixels by the horizontal pixel addition thinning process.

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 RG row 601 indicates the RG row in which the R pixel is arranged, and the GB row 602 indicates the GB row in which the B pixel is arranged. In the horizontal pixel addition thinning process, the pixel values are added at the black-painted pixel positions, and the number of pixels after the addition thinning is reduced to 1/3. The number of horizontal pixels when 1/3 addition is thinned out is 6000 × 1/3 = 2000 pixels. The filter coefficient 607 is a coefficient of the 3-pixel addition filter in the R pixel 603 of the RG row 601 and the G pixel 604 of the GB row 602. Further, the filter coefficient 608 is a coefficient of the 3-pixel addition filter in the G pixel 605 of the RG row 601 and the B pixel 606 of the GB row 602. For example, the addition of the pixel values in the R pixel 603 is performed according to the filter coefficient 607.

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 reliability generation unit 403 generates the reliability for the folded component as a folded reliability map. Specifically, the full-size A image Bayer signal and B image Bayer signal (output signal) are filtered to generate an A image reliability map and a B image reliability map, and two reliability maps are generated. To generate a wrap confidence map.

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 unit 402 and the image addition processing unit 405. The image addition processing unit 405 adds pixel signals in Bayer units of 2 × 2 pixels to generate a luminance signal. By this processing, the number of pixels is reduced by 1/2 in the horizontal direction and 1/2 in the vertical direction. That is, the full-size Bayer signal acquired in step S501 is added by the thinning unit 402 to become a pixel signal having 2000 horizontal pixels. Further, the pixel signal having 2000 horizontal pixels is added by the image addition processing unit 405, so that the luminance signal (Y) has 1000 horizontal pixels.

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 filter coefficient 701 is a luminance addition filter coefficient. The filter coefficient 701 is a filter coefficient indicating the addition process (step S505) in the image addition processing unit 405. In the addition process for generating the luminance signal (Y), the pixels subjected to the addition thinning process in the thinning section 402 are further added. For example, in the horizontal RG line 601 the image addition processing unit 405 adds the R pixel 603 and the G pixel 605 after the addition thinning process.
FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the filter coefficient 701. The horizontal axis is the normalized frequency normalized by the sampling frequency, and 0.5 is the Nyquist frequency. The vertical axis is the normalized amplitude normalized by the amplitude of the normalized frequency = 0. Since the number of horizontal pixels of the brightness signal for detecting the defocus amount is reduced to 1/6 of the number of full-size horizontal pixels, the signal having a normalized frequency higher than 1/6 = 0.166, that is, The gray area in FIG. 8 is the folding component. In the folded component, a part of the image is altered to generate moire, and the quality of the image is deteriorated.

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 solid line 901 represents the output signal of the sub-pixel a, and the broken line 902 represents the output signal of the sub-pixel b. From the solid line 901 and the broken line 902, it can be seen that the sub-pixel a and the sub-pixel b are out of phase by one pixel in the horizontal direction.

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 solid line 903 represents the luminance signal generated from the output signal of the sub-pixel a, and the broken line 904 represents the luminance signal generated from the output signal of the sub-pixel b. Since the number of pixels is reduced to 1/6 of the full size by the addition thinning process, the phase shift amount is also degenerated. That is, when the phase shift is detected in sub-pixel units, the shift amount becomes 1/6 pixel. As shown in FIG. 9B, in the frequency band that does not become a folding component, the phase shift amount of the sub-pixels can be accurately extracted even if the addition thinning process is performed. Therefore, the correct defocus amount can be detected. As a method for calculating the defocus amount from the phase shift amount of the sub-pixel, for example, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-15754 may be used.

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 solid line 1001 represents the output signal of the sub-pixel a, and the broken line 1002 represents the output signal of the sub-pixel b. From the solid line 1001 and the broken line 1002, it can be seen that the sub-pixel a and the sub-pixel b are one pixel out of phase in the horizontal direction.

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 solid line 1003 represents the luminance signal generated from the output signal of the sub-pixel a, and the broken line 1004 represents the luminance signal generated from the output signal of the sub-pixel b. As shown in FIG. 10B, the luminance signal obtained by adding and thinning out the output signal of the frequency band to be the folding component has a phase change due to the folding, and the phase shift is 1/6 pixel which is the correct shift amount. is not.

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 extraction unit 404 extracts a value at predetermined intervals from the folding reliability map generated in step S503. The predetermined interval is set according to the defocus map (or the reliability map of the defocus map) described in step S506. FIG. 14 is a diagram illustrating an extraction interval of the folding reliability map. Pixel 1401 represents one pixel in the folding reliability map generated in step S503. The extraction unit 404 extracts the information of the folding reliability map at intervals of the black pixels of interest 1402 according to the position of the defocus amount detected by the detection unit 406 in step S506. In the present embodiment, for example, the information of the folded reliability map is extracted every 120 pixels. Assuming that the number of horizontal pixels of the folding reliability map generated in step S503 is 6000 pixels, the number of horizontal pixels of the folding reliability map after extraction is 6000/120 = 50 pixels. It should be noted that the position of the pixel of interest for calculating the reliability of the folding component in step S503 may be calculated discretely with the same coordinates as at the time of calculating the defocus amount, and the extraction unit 404 may do nothing.

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 addition processing unit 405 adds the pixel signals processed by the horizontal pixel addition thinning process by the thinning unit 402 in step S502 to generate a luminance signal. FIG. 15 is a diagram illustrating an image addition process. As shown in FIG. 15, the image addition processing unit 405 adds pixel signals in Bayer units of 2 × 2 pixels to generate a luminance signal. For example, the image addition processing unit 405 adds the signals of each pixel of Ra, Ga, Ga, and Ba surrounded by a thick line to generate a luminance signal of Ya. By this processing, the number of pixels is reduced by 1/2 in the horizontal direction and 1/2 in the vertical direction. That is, the full-size Bayer signal acquired in step S501 is added by the thinning unit 402 (step S502) and further added by the image addition processing unit 405 (step S505) to obtain a horizontal 1000 pixel luminance signal. Become. In the present embodiment, an example in which the addition thinning process is performed in steps S502 and S505 has been described, but the present invention is not limited to this, and the pixels may be reduced or reduced by resampling by the interpolation process.

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 detection unit 406 generates a defocus map and a reliability map of the defocus map based on the luminance signal of the A image and the luminance signal of the B image generated in step S505. Then, the detection unit 406 outputs the generated defocus map to the RAM 103. The defocus map is distribution information corresponding to the distance. The defocus amount and the position for calculating the reliability thereof are discrete, and in the present embodiment, the defocus amount is detected every 20 pixels. Therefore, the number of horizontal pixels of the generated defocus map and the reliability map of the defocus map is 1000/20 = 50 pixels.

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 detection unit 406 calculates the defocus amount from the correlation amount of the pixel signal by using, for example, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-15754, and generates a defocus map. Further, the detection unit 406 evaluates the contrast between the A image and the B image, assigns a low reliability to the defocus amount when the contrast is low, and assigns a high reliability to the defocus amount when the contrast is high. Generate a confidence map. The method of generating the reliability map is not limited to this. For example, it is determined whether the minimum value when the correlation calculation between the A image and the B image is performed is a predetermined value or more, and if it is a predetermined value or more, it is low. A reliability may be assigned, and if it is less than a predetermined value, a high reliability may be assigned.

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 integration unit 407 integrates the folding reliability map generated in step S504 and the reliability map of the defocus map generated in step S506 by logical sum. The operation of the logical sum is the same as in step S503. When the reliability is multi-valued, for example, a method such as a weighted average is used for integration. The integration unit 407 outputs the integrated reliability map to the RAM 103.

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 RAM 103 and the reliability map after integration are used for image processing such as autofocus and adding background blur to the captured image. When the pixel of interest is low-reliability, by referring to the defocus amount of the surrounding high-reliability pixels, it is possible to avoid using the defocus amount that is erroneously detected by addition decimation. High-precision image processing can be performed. In the present embodiment, a case where a reliability map of the wrapping component is generated as a reliability map corresponding to the defocus map generated by referring to the image signal after the addition and thinning has been described, but the present invention is limited to this. is not it. The reliability map of the folding component may be applied to evaluate whether the motion vector is accurate or to determine whether the quality of the image quality is deteriorated by "moire".

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 imaging unit 105 of the first embodiment includes a thinning unit 402, a reliability generation unit 403, and an extraction unit 404, and calculates the reliability for the addition thinning of pixels and the folding component. In this embodiment, a case where these processes are performed by the image processing unit 106 will be described. The configuration of the image pickup apparatus 100 in the present embodiment is the same as each configuration described with reference to FIG. 1 in the first embodiment. Further, the pixel arrangement of the image pickup unit 105 is the same as the pixel arrangement described with reference to FIG. 2 in the first embodiment. The image processing unit 106 may be realized as an image processing device.

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 image pickup unit 105 and the image processing unit 106. In this embodiment, in addition to generating the defocus map and the reliability map, the image signal AB Bayer image is also output to the RAM 103 for 4K recording.
The image pickup unit 105 includes an acquisition unit 401. The image pickup unit 105 acquires a full-size A image Bayer signal and a B image Bayer signal having 6000 horizontal pixels in the acquisition unit 401. In the first embodiment, the image pickup unit 105 has a configuration capable of performing addition thinning of pixels and performing filter processing to calculate reliability, but in the present embodiment, these are reduced to form an image pickup unit. It's simplified.

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 image processing unit 106 includes a thinning unit 402, a reliability generation unit 403, an extraction unit 404, an image addition processing unit 405, a detection unit 406, an integration unit 407, an AB image generation unit 1601, and an adaptive interpolation reduction unit 1602. The operation of the image processing unit 106 from the horizontal pixel addition thinning unit 402 to the integration unit 407 is the same as that of the first embodiment. Here, too, when the defocus amount is detected, the region where erroneous detection occurs due to the influence of the folding component due to the addition thinning can be detected as low reliability. Therefore, when applying such as determining the subject area to be tracked according to the defocus amount, it is possible to suppress erroneous detection of the defocus amount and determine the area of the tracked subject with higher accuracy.

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 image processing unit 106 will be described. The AB image generation unit 1601 adds the A image Bayer signal and the B image Bayer signal to generate the AB image Bayer signal. The number of horizontal pixels of the generated AB image Bayer signal is 6000 pixels. The adaptive interpolation reduction unit 1602 reduces the AB image Bayer signal to generate a 4K size AB image Bayer signal. The adaptive interpolation reduction unit 1602 uses a method for obtaining a reduced image with better quality, instead of reduction by simple pixel thinning as in the horizontal pixel addition thinning unit 402. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-103977, the direction in which the signal correlation is high is determined, and the method of interpolating the signal of the pixel of interest is changed based on the determination result, so that the quality is further improved. Use a method that gives a good reduced image. In the present embodiment, the adaptive interpolation reduction unit 1602 reduces the AB image Bayer signal having 6000 horizontal pixels by interpolation processing to generate a 4K size AB image Bayer signal having 4000 horizontal pixels.

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 Image pickup device 101 System control unit 105 Image pickup unit 106 Image processing unit

Claims (9)

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.
前記再サンプリングは、加算間引き処理もしくは補間処理であることを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 , wherein the resampling is an addition thinning process or an interpolation process. 前記抽出手段は、ハイパスフィルタもしくはバンドパスフィルタであり、
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.
前記抽出手段は、ローパスフィルタであり、
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.
前記距離に対応する分布情報はデフォーカス量の分布情報であ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。The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the distribution information corresponding to the distance is the distribution information of the defocus amount. 光電変換部を有する撮像手段と、
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.
前記撮像手段は、複数のマイクロレンズのそれぞれに対応する複数の画素を備え、各画素は、第1の光電変換部および第2の光電変換部を備えることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The sixth aspect of claim 6, wherein the image pickup means includes a plurality of pixels corresponding to each of the plurality of microlenses, and each pixel includes a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit. Imaging device. 前記撮像手段は、前記光電変換部から出力される信号を加算して出力することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 6 or 7, wherein the imaging unit adds and outputs a signal output from the photoelectric conversion unit. 画像処理装置の制御方法であって、
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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