УСТРОЙСТВО ЗАХВАТА ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04N5/232 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к способу коррекции ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками блока объектива.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Устройство захвата изображения, например цифровая камера, используется в различных целях, и постоянно возрастает потребность в повышении качества изображения, выводимого из устройства захвата изображения. Ухудшение изображения, вызванное оптическими характеристиками объектива захвата изображения, применяемого для формирования изображения объекта, является одним фактором, который препятствует улучшению качества изображения для изображения. Граничное ослабление света, дисторсионную аберрацию и хроматическую аберрацию увеличения можно привести в качестве примеров оптических характеристик, которые вызывают ухудшение изображения, хотя упомянутые оптические характеристики могут изменяться в зависимости от оптической системы блока объектива. Оптическую систему, из которой полностью исключены оптические характеристики, вызывающие ухудшение изображения, в последние годы стало трудно изготавливать ввиду необходимости миниатюризации блока объектива. Таким образом, предусмотрен метод коррекции упомянутого ухудшения качества изображения путем выполнения обработки изображений.

[0003] Очень трудно полностью извлечь оптические характеристики объектива из изображения. Таким образом, для осуществления такой коррекции посредством обработки изображений с высокой точностью данные оптической коррекции, используемые для вышеупомянутой коррекции, которые указывают оптические характеристики оптической системы формирования изображения, сохраняются в памяти в устройстве захвата изображения. В частности, в однообъективной зеркальной цифровой камере необходимо сохранять данные оптической коррекции для множества блоков объектива (оптических систем формирования изображения), которые могут присоединяться к этой однообъективной зеркальной цифровой камере. Кроме того, даже в одной и той же оптической системе формирования изображения оптические характеристики могут изменяться в зависимости от оптических параметров, например фокусного расстояния, расстояния съемки и значения диафрагмы. Таким образом, данные оптической коррекции, соответствующие множеству оптических параметров, сохраняются в памяти устройства захвата изображения, так что вычисляется значение коррекции, согласующееся с условием съемки во время съемки, из данных оптической коррекции.

[0004] В японской выложенной патентной заявке №2005-286482 зафиксированы данные дисторсионной аберрации, служащие в качестве дискретной точки на кривой высоты изображения - дисторсионной аберрации, которая указывает соотношение между высотой изображения (расстоянием от центральной позиции изображения) и дисторсионной аберрацией, и значение коррекции вычисляется из приближенного уравнения высоты изображения - дисторсионной аберрации, генерируемого из данных дисторсионной аберрации.

[0005] Как описано выше, оптические характеристики могут изменяться в зависимости от оптических параметров, таких как фокусное расстояние, расстояние съемки и значение диафрагмы. Также предусмотрен способ, в котором значения коррекции, соответствующие всем оптическим параметрам, которые можно получать во время съемки, сохраняются в качестве данных оптической коррекции. Однако согласно этому способу размер данных оптической коррекции будет весьма велик, поэтому для устройства захвата изображения и устройства обработки сигнала требуется память большой емкости.

[0006] Кроме того, согласно традиционному способу, рассмотренному в японской выложенной патентной заявке №2005-286482, проблема, относящаяся к размеру данных оптической коррекции и точности коррекции, которая возникает, когда диапазон съемки изменяется согласно фокусному расстоянию, не решена.

БИБЛИОГРАФИЯ

ПАТЕНТНЫЙ ИСТОЧНИК

[0007] [PTL 1]

Японская выложенная патентная заявка №2005-286482

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Таким образом, преимуществом некоторых аспектов настоящего изобретения является обеспечение технической идеи для уменьшения размера данных оптической коррекции при поддержании высокоточной коррекции.

[0009] Согласно аспекту настоящего изобретения устройство захвата изображения с возможностью замены блока объектива включает в себя блок получения, выполненный с возможностью получения данных для обработки коррекции изображения от линзового блока, и блок обработки, выполненный с возможностью осуществления обработки коррекции изображения на основании данных, полученных блоком получения. В устройстве захвата изображения полученные данные включают в себя информацию первого условия съемки, сконфигурированную дискретным образом, информацию множества вторых условий съемки, обеспеченную для каждой информации первого условия съемки, и информацию коррекции, соответствующую комбинации информации первого условия съемки и информации второго условия съемки.

[0010] Дополнительные признаки и аспекты настоящего изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Прилагаемые чертежи, которые включены в описание изобретения и составляют его часть, демонстрируют иллюстративные варианты осуществления, признаки и аспекты изобретения и совместно с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

Фиг. 1 - блок-схема, демонстрирующая конфигурацию устройства захвата изображения согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - схема, демонстрирующая пример данных оптической коррекции.

Фиг. 3A - график, демонстрирующий пример оптической характеристики по отношению к расстоянию съемки.

Фиг. 3B - график, демонстрирующий пример значения коррекции по отношению к расстоянию съемки.

Фиг. 4 - диаграмма, демонстрирующая последовательность операций обработки коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 - схема, демонстрирующая данные оптической коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - график, демонстрирующий примеры оптической характеристики и значения коррекции по отношению к фокусному расстоянию согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7A - график, демонстрирующий оптическую характеристику по отношению к расстоянию съемки согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7B - график, демонстрирующий значение коррекции по отношению к расстоянию съемки согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7C - график, демонстрирующий значение коррекции по отношению к расстоянию съемки согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 - таблица, демонстрирующая точку деления расстояния съемки согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 9 - график, демонстрирующий значение коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 10 - схема, демонстрирующая способ вычисления значения коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11A - график, демонстрирующий генерируемое значение коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11B - график, демонстрирующий генерируемое значение коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12A - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12B - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12C - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12D - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12E - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 12F - график, демонстрирующий результаты коррекции согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 13 - блок-схема, демонстрирующая конфигурацию устройства обработки изображений согласно второму иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 14 - диаграмма, демонстрирующая последовательность операций обработки коррекции согласно второму иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 15 - схема, демонстрирующая таблицу для идентификации данных оптической коррекции согласно второму иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012] Различные иллюстративные варианты осуществления, признаки и аспекты изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи.

[0013] Ниже будет описан первый иллюстративный вариант осуществления, к которому применяется настоящее изобретение.

ПРИМЕР БАЗОВОЙ КОНФИГУРАЦИИ УСТРОЙСТВА ЗАХВАТА ИЗОБРАЖЕНИЯ

[0014] На фиг. 1 показана блок-схема, демонстрирующая базовую конфигурацию устройства захвата изображения согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Изображение объекта (не показано) формируется на датчике 102 изображения в основном блоке 100 камеры посредством оптической системы формирования изображения блока 101 объектива. Диаметр отверстия диафрагмы 101a управляется как установка состояния съемки числа F. Для осуществления регулировки фокуса согласно расстоянию до объекта позиция фокусирующего объектива 101b управляется механизмом автофокусировки (АФ) или механизмом ручной фокусировки ручного действия, ни один из которых здесь не показан. В блоке 101c хранения, встроенном в блок объектива, хранятся данные оптической коррекции, необходимые для коррекции посредством обработки изображений ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками.

[0015] В устройстве захвата изображения блок 101 объектива является отсоединяемым от основного блока 100 камеры с тем, чтобы быть взаимозаменяемым с другой оптической системой формирования изображения. Датчик 102 изображения преобразует свет, формирующий изображение, в электрический сигнал. Затем аналого-цифровой (А/Ц) преобразователь 103 преобразует этот электрический сигнал в цифровой сигнал. После этого цифровой сигнал вводится в блок 104 обработки изображений. Блок 104 обработки изображений сконфигурирован с блоком 111 оптической коррекции и другим блоком 112 обработки изображений, который осуществляет заранее определенную обработку. Блок 111 оптической коррекции корректирует ухудшение изображения, вызванное оптическими характеристиками объектива захвата изображения, посредством выполнения обработки изображений. Кроме того, другие блоки 112 обработки изображений выполняют последовательность обработки проявки, такую как обработка интерполяции пикселей, обработка сигнала яркости и обработка сигнала цвета.

[0016] Блок 106 управления блоком объектива управляет блоком 101 объектива и выполняет передачу данных. Блок 107 обнаружения состояния получает информацию времени съемки, такую как фокусное расстояние, расстояние съемки и значение диафрагмы оптической системы формирования изображения, посредством блока 106 управления блоком объектива. Кроме того, блок 106 управления блоком объектива получает данные оптической коррекции, хранящиеся в блоке 101c хранения, встроенном в блок 101 объектива, и сохраняет эти данные оптической коррекции в блоке 108 хранения.

[0017] Блок 111 оптической коррекции генерирует из данных оптической коррекции, хранящихся в блоке 108 хранения, значение коррекции, соответствующее информации времени съемки, полученной блоком 107 обнаружения состояния. Это значение коррекции используется для коррекции ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками.

[0018] Выходное изображение, обработанное блоком 104 обработки изображений, сохраняется на носителе 109 записи изображений в заранее определенном формате. Изображение, на котором выполнялась заранее определенная обработка отображения после обработки оптической коррекции, и изображение, на котором обработка оптической коррекции не выполнялась, могут отображаться на блоке 105 отображения.

[0019] Системный контроллер 110 выполняет последовательность обработки управления, и блок 106 управления блоком объектива механически приводит в движение блок 101 объектива согласно инструкции от системного контроллера 110.

ОБРАБОТКА ОПТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

[0020] Детали обработки оптической коррекции будут описаны на основании последовательности операций обработки оптической коррекции, представленной на фиг. 4, которая выполняется устройством захвата изображения согласно настоящему изобретению.

ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

[0021] На этапе S201 системный контроллер 110 получает данные оптической коррекции, которые необходимы для осуществления обработки оптической коррекции. Как описано выше, упомянутая обработка управляется блоком 106 управления блоком объектива, который переносит данные оптической коррекции, хранящиеся в блоке 101c хранения, встроенном в блок объектива, в блок 108 хранения в основном блоке 100 камеры. Данные оптической коррекции переносятся с хронированием, с которым активируется камера, и с хронированием, с которым блок 101 объектива присоединяется к основному блоку 100 камеры. Кроме того, данные оптической коррекции сохраняются в блоке 108 хранения при исполнении обработки коррекции.

[0022] Конфигурация данных оптической коррекции, переносимых в блок 108 хранения от блока 101c хранения, встроенного в блок объектива, представлена на фиг. 5. Данные оптической коррекции сконфигурированы из двух областей, области (a) заголовка и области(b)хранения значений коррекции.

ОБЛАСТЬ (A) ЗАГОЛОВКА

[0023] Область (a) заголовка включает в себя область (a-1) хранения числа точек деления, область (a-2) хранения информационного числа для каждого фокусного расстояния и область (a-3) хранения информации точек деления.

[0024] Вместо того, чтобы хранить в качестве данных оптической коррекции значение коррекции, соответствующее всем оптическим параметрам, например фокусному расстоянию, расстоянию съемки и значению диафрагмы, полученным во время съемки, информация коррекции согласно целевому оптическому параметру сохраняется в качестве данных оптической коррекции посредством деления и дискретного выбора каждого оптического параметра. Информация, относящаяся к целевому оптическому параметру, сохраняется в области (a-3) хранения информации точек деления, и значение коррекции, соответствующее упомянутому оптическому параметру, сохраняется в области (b)хранения значений коррекции.

[0025] Область (a-1) хранения числа точек деления - это область для записи числа точек, в которых дискретно сохраняется каждый параметр.

[0026] График на фиг. 6 демонстрирует примеры характеристик изменчивости граничной освещенности согласно фокусному расстоянию для участков высоты изображения 10 мм и 13 мм и дополнительно демонстрирует примеры значений коррекции (точек деления), хранящиеся в данных оптической коррекции. На фиг. 6, пунктирная линия указывает освещенность в качестве оптической характеристики, график указывает точку в данных оптической коррекции, где фиксируется значение коррекции, и сплошная линия указывает результат, полученный посредством линейной интерполяции значения коррекции. Значение освещенности, представленное на фиг. 6, - это значение, при котором освещенность центрального участка изображения принимается равной 100. В этом примере, чтобы отслеживать изменение граничной освещенности согласно фокусному расстоянию, фокусное расстояние для значения коррекции, фиксируемого в данных оптической коррекции, устанавливается равным пяти точкам, от z0 до z4. Таким образом, "5" сохраняется в числе zNum точек деления фокусного расстояния области (a-1) хранения точек деления. Как описано выше, чтобы отслеживать изменение оптической характеристики по отношению к оптическому параметру, точка деления устанавливается согласно оптической характеристике, и область для хранения этого числа точек деления обеспечивается в области заголовка данных оптической коррекции. Таким образом, минимальное число из чисел точек деления можно задавать с учетом точности коррекции, необходимой для устройства захвата изображения.

[0027] Число точек деления описано, в качестве примера, для фокусного расстояния. Его описание применимо также к случаям, когда берутся расстояние съемки и диафрагма, и, таким образом, число точек деления согласно оптической характеристике каждого оптического параметра можно задавать целевым образом. На фиг. 5 число точек деления расстояния съемки сохраняется в числе dNum точек деления расстояния съемки, тогда как число точек деления диафрагмы сохраняется в числе fNum точек деления диафрагмы.

ПРИМЕР ИЗМЕНЕНИЯ КРАТЧАЙШЕГО РАССТОЯНИЯ СЪЕМКИ В КАЖДОЙ ПОЗИЦИИ ДЕЛЕНИЯ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ

[0028] На фиг. 7A показан график, демонстрирующий пример изменения кратчайшего расстояния съемки в каждой позиции деления фокусного расстояния. Кратчайшее расстояние съемки, описанное ниже, указывает минимальное значение расстояния до объекта, где может захватываться изображение объекта. В этом примере кратчайшее расстояние съемки становится максимальным значением y1 при фокусном расстоянии z2, и кратчайшее расстояние съемки становится минимальным значением y0 при фокусном расстоянии z3. В случае, когда кратчайшее расстояние съемки изменяется согласно фокусному расстоянию, как описано выше, точка деления расстояния съемки устанавливается согласно точке деления фокусного расстояния. На Фиг. 8 показана таблица, демонстрирующая примеры значений расстояния съемки, когда в точках деления фокусного расстояния от z0 до z4 соответственно сохраняются точки деления расстояния съемки. Каждое значение является обратным числом расстояния съемки (см), тогда как "0" указывает бесконечность. В случае, когда информация точек деления, представленная на фиг. 8, сохраняется в данных оптической коррекции, "5" сохраняется в информационном числе zdNum расстояния съемки для каждого фокусного расстояния, области (a-2) хранения информационного числа для каждого фокусного расстояния, тогда как информация точки деления расстояния съемки согласно фокусному расстоянию сохраняется в информации точек деления расстояния съемки от d[0][0] до d[zdNum-1][dNum-1] области (a-3) хранения информации точек деления на фиг. 5.

ОБРАТНОЕ ЧИСЛО РАССТОЯНИЯ СЪЕМКИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСВЕЩЕННОСТИ НА УЧАСТКЕ ВЫСОТЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ

[0029] График на фиг. 7B демонстрирует обратное число расстояния съемки и характеристики освещенности в позиции высоты изображения 10 мм для фокусного расстояния z2, представленного на фиг. 7A, и дополнительно демонстрирует пример точки деления, хранящийся в данных оптической коррекции. Ограничивая диапазон области расстояния съемки, где хранится значение коррекции, диапазоном, в котором может практически захватываться изображение, график демонстрирует состояние, в котором значение коррекции с высокой точностью следует характеристике освещенности согласно расстоянию съемки. Как описано выше, в случае, когда кратчайшее расстояние съемки изменяется согласно фокусному расстоянию, данные оптической коррекции могут сохранять значение коррекции, которое следует оптической характеристике путем установления точки деления расстояния съемки при каждом фокусном расстоянии. Однако в случае, когда изменение кратчайшего расстояния съемки согласно фокусному расстоянию мало, или в случае, когда влиянием изменения кратчайшего расстояния съемки можно пренебречь, не требуется устанавливать точку деления расстояния съемки при каждом фокусном расстоянии. В таком случае "1" сохраняется в информационном числе zdNum расстояния съемки для каждого фокусного расстояния, тогда как информация точек деления расстояния съемки сохраняется только с d[0][0] по d[0][dNum-1]. Соответственно можно дополнительно уменьшить размер данных оптической коррекции.

[0030] Как описано выше, точка деления расстояния съемки устанавливается для каждого фокусного расстояния. Аналогично, точку деления диафрагмы также можно устанавливать для каждого фокусного расстояния. В этом случае используются информационное число zfNum диафрагмы для каждого фокусного расстояния и информация точек деления диафрагмы от f[0][0] до f[zfNum-1][fNum-1].

ДРУГОЕ ЧИСЛО ТОЧЕК ДЕЛЕНИЯ

[0031] На фиг. 7C показан график, демонстрирующий пример, в котором число точек деления расстояния съемки устанавливается равным "3" вместо "4". Соответственно с учетом точности отслеживания значения коррекции по отношению к оптическим характеристикам размер данных оптической коррекции можно уменьшить путем уменьшения точки деления с необходимой точностью коррекции. В этом случае, "3" сохраняется в числе dNum точек деления расстояния съемки.

ОБЛАСТЬ(B)ХРАНЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ КОРРЕКЦИИ

[0032] Далее будет описана область(b) хранения значений коррекции. Значение коррекции, соответствующее каждой комбинации оптических параметров, хранящихся в области (a-3) хранения информации точек деления, сохраняется в области (b)хранения значений коррекции в качестве информации коррекции. На Фиг. 9 показан график, демонстрирующий пример значения коррекции по отношению к граничному ослаблению света. Пунктирная линия указывает характеристику освещенности по отношению к высоте изображения, и график указывает позицию, в которой значение освещенности по отношению к дискретной высоте изображения сохраняется в качестве значения коррекции. Упомянутая информация, относящаяся к дискретной высоте изображения, сохраняется таким образом, что число точек деления сохраняется в числе hNum точек деления высоты изображения области (a-1) хранения числа точек деления, тогда как значения высоты изображения сохраняются в информации точек деления высоты изображения от h[0] до h[hNum-1] области (a-3) хранения информации точек деления. Благодаря созданию вышеописанного набора "высота изображения - значение коррекции", представленного на фиг. 9 в качестве одного значения коррекции по отношению к комбинации оптических параметров, в области (b)хранения значений коррекции хранится упомянутое значение коррекции по отношению ко всем комбинациям точек деления оптических параметров, хранящихся в области (a-3) хранения информации точек деления. Другими словами, 60 фрагментов (5×3×4) значений коррекции сохраняется в области хранения значений коррекции, если число zNum точек деления фокусного расстояния равно 5, число dNum точек деления расстояния съемки равно 3, и число fNum точек деления диафрагмы равно 4.

[0033] Порядок хранения каждого значения коррекции в области (b) хранения значений коррекции должен быть установлен заранее. Например, как показано на фиг. 5, порядок приоритета определяется равным фокусному расстоянию, диафрагме, расстоянию съемки, и, таким образом, значение каждого параметра сохраняется в порядке возрастания. Как описано выше, благодаря заблаговременному установлению порядка хранения значения коррекции, положение, где записывается целевое значение коррекции, можно идентифицировать на основании каждой информации в области (a-1) хранения числа точек деления, информационного числа для каждой области (a-2) хранения фокусного расстояния и области (a-3) хранения информации точек деления, хранящихся в области (a) заголовка.

Дисторсионная аберрация и хроматическая аберрация увеличения

[0034] Выше описано значение коррекции по отношению к граничному ослаблению света. Данные оптической коррекции в идентичном формате также можно применять к дисторсионной аберрации и хроматической аберрации увеличения. В примере значения коррекции, представленном на фиг. 9, вертикальная ось представляет величину дисторсии в случае значения коррекции по отношению к дисторсионной аберрации. С другой стороны, по вертикальной оси отложена величина хроматической аберрации в случае значения коррекции по отношению к хроматической аберрации увеличения.

[0035] Выше описаны данные оптической коррекции согласно настоящему изобретению. Данные оптической коррекции сконфигурированы таким образом, что число точек деления можно устанавливать для каждого оптического параметра, тогда как точки деления расстояния съемки и диафрагмы можно устанавливать согласно фокусному расстоянию. В такой конфигурации данные оптической коррекции можно реализовать с высокой точностью и с размером, уменьшенным до необходимого минимума согласно оптическим характеристикам блока объектива.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР

[0036] В качестве способа уменьшения размера данных оптической коррекции значение коррекции согласно выбранному оптическому параметру можно сохранять в качестве данных оптической коррекции путем дискретного выбора каждого оптического параметра вместо сохранения значения коррекции всех оптических параметров. На Фиг. 2 показана схема, демонстрирующая пример того, как значение коррекции сохраняется в данных оптической коррекции. В примере, фокусное расстояние от широкоугольного конца через телеугольный конец дискретно сохраняется путем его деления на четыре точки, от z[0] до z[3], где z[0] указывает широкоугольный конец фокусного расстояния, тогда как z[3] указывает его телеугольный конец. Аналогично, диафрагма делится на четыре точки, от f[0] до f[3], и расстояние съемки делится на четыре точки, от d[0] до [d3] для дискретного сохранения. Как показано на фиг. 2, значения коррекции, соответствующие комбинациям параметров, заданных в области заголовка, последовательно сохраняются в области хранения значений коррекции данных оптической коррекции. Затем значение коррекции, отвечающее фактическому условию съемки, генерируется на основании дискретного значения коррекции, хранящегося в области хранения значений коррекции.

[0037] Таким образом, размер данных коррекции можно уменьшить путем дискретного сохранения значения коррекции. Однако, поскольку значение коррекции сохраняется дискретно, возможен случай, в котором точность коррекции может снижаться, и коррекция может выполняться неправильно. На Фиг. 6 показан график, демонстрирующий примеры характеристик изменчивости граничной освещенности согласно фокусному расстоянию для участков высоты изображения 10 мм и 13 мм. Пунктирная линия указывает освещенность в качестве оптической характеристики, график указывает точку в данных оптической коррекции, где значение коррекции сохраняется, и сплошная линия указывает результат, полученный посредством линейной интерполяции значения коррекции. Значение освещенности, представленное на фиг. 6, это значение, при котором освещенность центрального участка изображения принимается равной 100. Фокусное расстояние значения коррекции, хранящееся в данных оптической коррекции, устанавливается равным четырем точкам, от z0 до z3. Как показано на фиг. 6, характеристики изменчивости освещенности по отношению к фокусному расстоянию, указанному пунктирными линиями, значительно различаются между участками высоты изображения 10 мм и 13 мм. Таким образом, значение коррекции, генерируемое из четырех точек, от z0 до z3, включает в себя зону, которая значительно отличается от фактической освещенности. В примере, представленном на фиг. 6, значение коррекции фокусного расстояния между z0 и z1 меньше фактической освещенности на участке высоты изображения 10 мм. В этом случае коррекция осуществляется на основании освещенности, меньшей фактической освещенности, и, таким образом, результатом ее коррекции будет избыточная коррекция.

[0038] С другой стороны, в фокусном расстоянии между z1 и z2 избыточная коррекция возникает на участке высоты изображения 13 мм. На Фиг. 7B и 7C показаны графики, демонстрирующие примеры, в которых позиции деления с z0 по z3 фокусного расстояния соответственно варьируются. Варьируя позиции деления, точность коррекции можно повысить в одной области области фокусного расстояния. Однако в других областях точность может снижаться. В проиллюстрированном выше примере линейная интерполяция выполняется для генерации значений коррекции между значениями коррекции, которые сохранены дискретно. Таким образом, даже если применяется другой способ интерполяции, использующий приближенный полином, точность коррекции аналогично снижается, если оптическая характеристика значительно отличается в каждом фокусном расстоянии.

[0039] Точность коррекции можно повысить путем увеличения числа точек деления оптического параметра, который сохранен дискретно. Однако соотношение между точностью коррекции и размером данных демонстрирует так называемое "компромиссное" соотношение. Как описано выше, способ особенно полезен для однообъективной зеркальной камеры в отношении аппаратных ресурсов. Дело в том, что, согласно способу данные оптической коррекции для множества блоков объектива (оптических систем формирования изображения), которые могут присоединяться к камере, можно сохранять, уменьшая при этом размер данных оптической коррекции для одного блока объектива.

ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ СОСТОЯНИЯ СЪЕМКИ

[0040] Затем, как показано на фиг. 4, получив данные оптической коррекции на этапе S201, на этапе S202 системный контроллер 110 получает информацию состояния съемки. Системный контроллер 110 предписывает блоку 107 обнаружения состояния получать информацию, например фокусное расстояние Z, расстояние D съемки и диафрагму F во время съемки, каждое из которых служит в качестве оптического параметра, необходимого для осуществления оптической коррекции.

ГЕНЕРАЦИЯ ЗНАЧЕНИЯ КОРРЕКЦИИ

[0041] Затем, на этапе S203, для генерации значения коррекции, соответствующего фокусному расстоянию Z, расстоянию D съемки и диафрагме F, служащих в качестве оптических параметров во время съемки, системный контроллер 110 извлекает из значений коррекции, хранящихся в данных оптической коррекции, значение коррекции, близкое к оптическому параметру во время съемки. В частности, из информации точек z[], d[], f[]деления каждого из оптических параметров, хранящихся в данных оптической коррекции, системный контроллер 110 соответственно обнаруживает "nz", "nd" и "nf", которые удовлетворяют следующим условиям:

z[nz]<=Z<z[nz+1] уравнение 1

("nz" равно "zNum - 2", если Z>=z[zNum-1])

d[nd]<=1/D<d[nd+1] уравнение 2

("nd" равно "dNum - 2", если 1/D>=d[dNum-1])

f[nf]<=F<f[nf+1] уравнение 3

("nf" равно "fNum - 2", если F>=f[fNum-1])

[0042] Затем системный контроллер 110 извлекает следующие восемь шаблонов значений "Ps" коррекции, сконфигурированных из "nz", "nd" и "nf", из области(b)хранения значений коррекции данных оптической коррекции:

P[0][0][0]: значение коррекции, соответствующее (z[nz], d[nd], f[nf])

P[0][0][1]: значение коррекции, соответствующее (z[nz], d[nd], f[nf+1])

P[0][1][0]: значение коррекции, соответствующее (z[nz], d[nd+1], f[nf])

P[0][1][1]: значение коррекции, соответствующее (z[nz], d[nd+1], f[nf+1])

P[1][0][0]: значение коррекции, соответствующее (z[nz+1], d[nd], f[nf])

P[1][0][1]: значение коррекции, соответствующее (z[nz+1], d[nd], f[nf+1])

P[1][1][0]: значение коррекции, соответствующее (z[nz+1], d[nd+1], f[nf])

P[1][1][1]: значение коррекции, соответствующее (z[nz+1], d[nd+1], f[nf+1])

[0043] Затем на этапе S204 системный контроллер 110 генерирует значение коррекции, соответствующее состоянию съемки во время съемки из вышеперечисленных извлеченных восьми значений коррекции.

[0044] Способ генерации значения коррекции исполняется посредством интерполяции вышеозначенных восьми значений коррекции. На Фиг. 10 показана упрощенная схема, демонстрирующая один пример способа. Восемь значений "Ps" коррекции и значение "Q" коррекции, которое подлежит генерации, указаны в трехмерном пространстве, сконфигурированном фокусным расстоянием, расстоянием съемки и диафрагмой. Для генерации значения "Q" коррекции значение "Q1" коррекции, соответствующее расстоянию "D" съемки и диафрагме "F" во время съемки в точке z[nz] деления фокусного расстояния, генерируется следующим образом:

Q1=P[0][0][0]×S×(1-T)

+P[0][0][1]×S×T

+P[0][1][0]×(1-S)×(1-T)

+P[0][1][1]×(1-S)×T уравнение 4

Как показано на фиг. 10, "S" и "T" в вышеприведенном уравнении 4 представляют весовые коэффициенты согласно позиционному соотношению каждого из значений "Ps" коррекции со значением "Q1" коррекции.

[0045] Затем значение "Q2" коррекции, соответствующее расстоянию "D" съемки и диафрагме "F" во время съемки в точке z[nz+1] деления фокусного расстояния, генерируется следующим образом.

Q2=P[1][0][0]×U×(1-V)

+P[1][0][1]×U×V

+P[1][1][0]×(1-U)×(1-V)

+P[1][1][1]×(1-U)×V уравнение 5

Как показано на фиг. 10, "U" и "V" в вышеприведенном уравнении 5 представляют весовые коэффициенты согласно позиционному соотношению каждого из значений "Ps" коррекции со значением "Q2" коррекции.

[0046] После этого, целевое значение "Q" коррекции генерируется путем интерполяции значений "Q1" и "Q2" коррекции следующим образом.

Q=Q1×(1-W)+Q2×W уравнение 6

Таким образом, значение коррекции во время съемки можно генерировать из значения коррекции, близкого к оптическим параметрам во время съемки. Кроме того, как описано выше, значение коррекции представляет собой набор из множества высот изображения с h0 по h4 и значений коррекции по отношению к каждой высоте изображения, как показано на фиг. 9. Таким образом, вышеприведенное вычисление выполняется на каждой из высот изображения с h0 по h4. Соотношение между значением "P" коррекции, близким к оптическому параметру, и генерируемым значением "Q" коррекции во время съемки на каждой высоте изображения проиллюстрировано на графике, приведенном на фиг. 11A.

ОПТИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ

[0047] Затем, на этапе S205, системный контроллер 110 выполняет оптическую коррекцию на основании генерируемого значения коррекции, служащего в качестве информации коррекции во время съемки. Как показано на фиг. 11B, генерируемое значение коррекции является дискретной величиной коррекции при каждой из высот изображения с h0 по h4. Таким образом, кривую коррекции относительно высоты изображения можно получать путем приближения величины коррекции посредством полиномиального уравнения.

[0048] Способ коррекции посредством обработки изображений будет описан на примере граничного ослабления света. Сначала высота изображения, расстояние от центральной позиции изображения, получается для целевого пикселя коррекции, и освещенность целевой высоты изображения получается из генерируемой кривой коррекции. Затем получается обратное число освещенности, и коэффициент усиления согласно полученному обратному числу применяется к пиксельному значению упомянутого числа. Путем выполнения вышеупомянутой обработки на всех пикселях в изображении граничное ослабление света можно корректировать. На Фиг. 12A-12F показаны графики, демонстрирующие эффект коррекции граничного ослабления света согласно настоящему изобретению. Каждый из графиков на фиг. 12A-12F демонстрирует высоту изображения и яркость изображения объекта во время съемки, когда объект с однородной яркостью захватывается при том, что яркость в центре изображения равна 100. Фиг. 12A демонстрирует состояние, в котором граничное ослабление света генерируется вследствие характеристик оптической системы. Когда обработка изображения выполняется на изображении, если число точек деления данных оптической коррекции недостаточно и не может следовать оптическим характеристикам надлежащим образом, может происходить избыточная коррекция или недостаточная коррекция части изображения, как показано на фиг. 12C-12F, и таким образом, это может приводить к изображению с неестественной яркостью, которая отличается от первоначальной яркости объекта. Напротив, как показано на фиг. 12B, когда коррекция выполняется посредством устройством захвата изображения согласно настоящему изобретению, яркость изображения становится равной приблизительно 100 по всей высоте изображения, и таким образом можно получать изображение, скорректированное с высокой точностью.

[0049] Способ коррекции граничного ослабления света описан, как приведено выше. Хотя подробные описания обработки изображений для коррекции дисторсионной аберрации и хроматической аберрации увеличения будут опущены, общая последовательность операций аналогична вышеописанной последовательности, в которой коррекция выполняется посредством получения кривой коррекции по отношению к высоте изображения.

[0050] Таким образом, посредством устройства захвата изображения согласно настоящему изобретению коррекцию можно осуществлять с высокой точностью, наряду с уменьшением размера данных оптической коррекции до необходимого минимума. Посредством уменьшения размера данных оптической коррекции емкость памяти для хранения данных оптической коррекции в камере можно уменьшить. Кроме того, когда данные оптической коррекции переносятся от блока объектива в камеру, время переноса можно уменьшить.

[0051] Хотя иллюстративные варианты осуществления, относящиеся к устройству захвата изображения согласно настоящему изобретению, были описаны выше, возможны многие вариации и модификации устройства захвата изображения согласно настоящему изобретению, не выходящие за рамки сущности изобретения.

[0052] Второй иллюстративный вариант осуществления, к которому применяется настоящее изобретение, будет описан ниже.

[0053] Настоящий иллюстративный вариант осуществления относится к устройству обработки изображений, выполненному с возможностью выполнения коррекции на изображении, захваченном устройством захвата изображения, для коррекции ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками оптической системы, применяемой для захвата изображения.

[0054] На фиг. 13 показана блок-схема, схематически демонстрирующая устройство обработки изображений согласно настоящему иллюстративному варианту осуществления.

[0055] Изображение, захваченное посредством устройства захвата изображения, сохраняется на носителе 109 записи изображений. Блок 104 обработки изображений состоит из блока 111 оптической коррекции и другого блока 112 обработки изображений, который выполняет заранее определенную обработку. Блок 104 обработки изображений выполняет обработку изображений по отношению к изображению, хранящемуся в носителе 109 записи изображений. Блок 111 оптической коррекции корректирует ухудшение изображения, обусловленное оптическими характеристиками объектива захвата изображения, посредством выполнения обработки изображений. Кроме того, другой блок 112 обработки изображений выполняет последовательность обработки изображений, например обработку интерполяции пикселей, обработку сигнала яркости и обработку сигнала цвета.

[0056] Данные оптической коррекции для коррекции ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками, сохраняются в блоке 108 хранения. В устройстве обработки изображений изображения, захваченные множеством оптических систем, будут целями коррекции. Таким образом, данные оптической коррекции для множества оптических систем сохраняются в блоке 108 хранения в формате файла.

[0057] Выходное изображение, обработанное блоком 104 обработки изображений, сохраняется на носителе 109 записи изображений в заранее определенном формате. Кроме того, изображение, обработанное блоком 104 обработки изображений, отображается на блоке 105 отображения.

[0058] Системный контроллер 110 выполняет последовательность обработки управления.

[0059] Детали обработки оптической коррекции согласно настоящему изобретению будут описаны на основании последовательности операций обработки оптической коррекции, представленной на фиг. 14, выполняемой устройством захвата изображения согласно настоящему изобретению.

[0060] На этапе S301 системный контроллер 110 выбирает данные оптической коррекции, необходимые для выполнения обработки оптической коррекции. Системный контроллер 110 выбирает данные оптической коррекции объектива, с помощью которого целевое изображение коррекции захватывается из данных оптической коррекции о множестве объективов, хранящихся в блоке 108 хранения. Таким образом, в блоке 108 хранения устройства обработки изображений также хранится справочная таблица данных оптической коррекции, представленная на фиг. 15. Согласно таблице можно идентифицировать данные оптической коррекции объектива, подлежащие использованию для целевого изображения коррекции. Конфигурация данных оптической коррекции для каждого объектива такая же, как у данных оптической коррекции, проиллюстрированных в первом примерном варианте осуществления.

[0061] Затем, на этапе S302, системный контроллер 110 получает информацию состояния съемки, например фокусное расстояние, расстояние съемки и диафрагму во время съемки при захвате целевого изображения коррекции. В случае, когда информация сохраняется в файле изображения во время захвата изображения, системный контроллер 110 получает информацию посредством считывания информации из упомянутого файла. В случае, когда информация не хранится в файле изображения, системный контроллер 110 получает информацию благодаря тому, что пользователь вводит информацию через блок ввода (не показан).

[0062] Та же самая обработка, которая осуществляется на этапах S203, S204 и S205 в первом примерном варианте осуществления, будет осуществляться соответственно на этапе S303 (извлечения значения коррекции вблизи состояния съемки), этапе S304 (генерации значения коррекции, соответствующего состоянию съемки) и этапе S305 (выполнения коррекции).

[0063] Как описано выше, благодаря тому, что данные оптической коррекции в устройстве обработки изображений имеют формат, идентичный формату первого примерного варианта осуществления, размер данных оптической коррекции можно уменьшить и коррекцию можно выполнять с высокой точностью. В частности, благодаря применению структуры данных, способной устанавливать число точек деления для каждого оптического параметра, дополнительно способной устанавливать точки деления расстояния съемки и диафрагмы согласно фокусному расстоянию, можно реализовать данные оптической коррекции с высокой точностью, размер которых уменьшается до необходимого минимума согласно оптическим характеристикам. Посредством уменьшения размера данных до необходимого минимума, можно уменьшить емкость памяти, необходимую для блока 108 хранения устройства обработки изображений. Кроме того, с использованием идентичных данных оптической коррекции, как в устройстве захвата изображения согласно первому иллюстративному варианту осуществления, можно реализовать устройство обработки изображений, результат коррекции которых может полностью согласовываться с результатом коррекции устройства захвата изображения.

ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0064] Варианты осуществления настоящего изобретения также можно реализовать посредством компьютера системы или устройства, которое считывает и исполняет компьютерно-исполнимые инструкции, записанные на носителе данных (например, энергонезависимый компьютерно-считываемый носитель данных) для осуществления функций одного или более из вышеописанного(ых) варианта(ов) осуществления настоящего изобретения, и посредством способа, выполняемого компьютером системы или устройства, например путем считывания и исполнения компьютерно-исполнимых инструкций с носителя данных для выполнения функций одного или более из вышеописанного(ых) варианта(ов) осуществления. Компьютер может содержать одно или более из центрального процессора (ЦП), микропроцессора (МП) или другой схемы и может включать в себя сеть отдельных компьютеров или отдельных компьютерных процессоров. Компьютерно-исполнимые инструкции могут предоставляться в компьютер, например, из сети или носителя данных. Носитель данных может включать в себя, например, одно или более из жесткого диска, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), хранилища распределенных вычислительных систем, оптического диска (например, компакт-диска (CD), цифрового универсального диска (DVD) или диска Blu-ray (BD) (товарный знак)), устройства флэш-памяти, карты памяти и пр.

[0065] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать широчайшей интерпретации, чтобы охватывать все модификации, эквивалентные структуры и функции.

[0066] Данная заявка испрашивает приоритет по японской патентной заявке №2012-063901, поданной 21 марта 2012 г., которая, таким образом, включена сюда посредством ссылки в полном объеме.

Изобретение относится к устройствам захвата и обработки изображений Техническим результатом является коррекция ухудшения изображения, вызванного оптическими характеристиками блока объектива. Результат достигается тем, что устройство захвата изображения, способное к замене блока объектива, включает в себя блок обработки, выполненный с возможностью выполнения обработки коррекции изображения на основании данных, полученных посредством блока получения. В устройстве захвата изображения полученные данные включают в себя информацию первого условия съемки, сконфигурированную дискретным образом, информацию множества вторых условий съемки, обеспеченную для каждой информации первого условия съемки, и информацию коррекции, соответствующую комбинации информации первого условия съемки и информации второго условия съемки. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Устройство захвата изображения, способное к замене блока объектива, содержащее:
блок получения, выполненный с возможностью получения данных от блока объектива; и
блок обработки, выполненный с возможностью выполнения обработки изображения на основании данных, полученных блоком получения;
причем полученные данные включают в себя первую информацию условия захвата, вторую информацию условия захвата, обеспеченную для каждого значения, указанного первой информацией условия захвата, и информацию коррекции, соответствующую комбинации первой информации условия захвата и второй информации условия захвата,
причем по меньшей мере одно из значений, указанных второй информацией условия захвата для первого значения, указанного первой информацией условия захвата, является отличным от по меньшей мере одного из значений, указанных второй информацией условия захвата для второго значения, указанного первой информацией условия захвата, причем второе значение является отличным от первого значения.

2. Устройство захвата изображения по п. 1,
в котором первая информация условия захвата является информацией, относящейся к фокусному расстоянию.

3. Устройство захвата изображения по п. 1,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к расстоянию съемки.

4. Устройство захвата изображения по п. 1,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к диафрагме.

5. Блок объектива, присоединяемый к устройству захвата изображения, содержащий:
блок хранения, выполненный с возможностью хранения данных, используемых для обработки изображения, выполняемой посредством устройства захвата изображения или устройства обработки сигнала; и
блок передачи, выполненный с возможностью передачи данных, хранящихся в блоке хранения, в устройство захвата изображения;
причем сохраненные данные включают в себя первую информацию условия захвата, вторую информацию условия захвата, обеспеченную для каждого значения, указанного первой информацией условия захвата, и информацию коррекции, соответствующую комбинации первой информации условия захвата и второй информации условия захвата,
причем по меньшей мере одно из значений, указанных второй информацией условия захвата для первого значения, указанного первой информацией условия захвата, является отличным от по меньшей мере одного из значений, указанных второй информацией условия захвата для второго значения, указанного первой информацией условия захвата, причем второе значение является отличным от первого значения.

6. Блок объектива по п. 5,
в котором первая информация условия захвата является информацией, относящейся к фокусному расстоянию.

7. Блок объектива по п. 5,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к расстоянию съемки.

8. Блок объектива по п. 5,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к диафрагме.

9. Устройство обработки сигнала, содержащее:
блок получения, выполненный с возможностью получения данных от внешнего устройства; и
блок обработки, выполненный с возможностью выполнения обработки изображения, на основании данных, полученных посредством блока получения;
причем полученные данные включают в себя первую информацию условия захвата, вторую информацию условия захвата, обеспеченную для каждого значения, указанного первой информацией условия захвата, и информацию коррекции, соответствующую комбинации первой информации условия захвата и второй информации условия захвата,
причем по меньшей мере одно из значений, указанных второй информацией условия захвата для первого значения, указанного первой информацией условия захвата, является отличным от по меньшей мере одного из значений, указанных второй информацией условия захвата для второго значения, указанного первой информацией условия захвата, причем второе значение является отличным от первого значения.

10. Устройство обработки сигнала по п. 9,
в котором первая информация условия захвата является информацией, относящейся к фокусному расстоянию.

11. Устройство обработки сигнала по п. 9,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к расстоянию съемки.

12. Устройство обработки сигнала по п. 9,
в котором вторая информация условия захвата является информацией, относящейся к диафрагме.