摄像装置和图像校正方法以及图像处理装置和图像处理方法_3

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位 差检测像素的像素输出进行校正。与后述的步骤S109中的像素输出校正处理同样地进行 该校正。有关其详细情况在后面进行说明。
[0074] 接下来,CPU 29进行焦点检测处理(步骤S103)。这里,CPU 29使焦点检测电路 33执行焦点检测处理。焦点检测电路33接受焦点检测处理的执行指示,从暂时存储于DRAM 41的摄像数据中读出与相位差检测像素相对应的像素数据,将该像素数据作为相位信号来 使用并通过公知的相位差法来计算摄影镜头11的散焦方向以及散焦量。接下来,CPU 29基 于焦点检测电路33所检测到的摄影镜头11的散焦方向以及散焦量来控制驱动部17,使摄 影镜头11对焦。
[0075] 接下来,CPU 29将摄像数据输入图像处理部31。光轴位置估计处理部312接受该 摄像数据而进行光轴位置的估计处理。作为该处理,光轴位置估计处理部312的电平变化 检测部3121a对摄像数据执行电平变化检测处理(步骤S104)。在图2所示的图像处理部 31的情况下,实际上,在电平变化检测处理之前,进行WB校正处理部311的WB校正处理,但 是在图6中省略了图示。另外,WB校正处理也可以在后述的像素输出校正处理之后进行。
[0076] 相位差检测像素由于一部分区域被遮光,因此产生了上述那样的光量的下降。电 平变化检测处理是通过检测相位差检测像素的像素输出与其附近的相同颜色的摄像像素 的像素输出的变化(像素数据的值之比或者差)来检测相位差检测像素中的光量的下降量 (电平变化)的处理。在本实施方式中,检测与相位差检测像素的附近的相同颜色的摄像像 素中的和相位差的检测方向不同的方向的摄像像素的像素数据的值之比或者差。
[0077] 例如,如图7A所示,对相位差检测像素沿摄像元件21的水平方向配置的情况下 的电平变化检测处理进行说明。相位差检测像素21b配置于图7A的标记了阴影线的区域 (以下,称为岛部区域)。在各岛部区域中配置有η个右开口相位差检测像素与左开口相位 差检测像素的对。在以下的说明中,设右开口相位差检测像素与左开口相位差检测像素与 图4同样地配置于Gr像素上。此外,如图7Α所示,将摄像元件21的水平方向定义为X轴。 将各岛部区域中的相位差检测像素的水平方向的开始X坐标定义为start_x。start_x分 别对右开口相位差检测像素与左开口相位差检测像素进行定义。
[0078] 图7B是图7A的岛部区域内的像素的放大图。例如,在图7B所示的像素中,对右 开口相位差检测像素 Gr2以及左开口相位差检测像素 Gr3执行电平变化检测处理。此时, 检测与相对于右开口相位差检测像素 Gr2以及左开口相位差检测像素 Gr3垂直方向的附近 的相同颜色的摄像像素的像素数据的值之比或者差,该垂直方向是与作为右开口相位差检 测像素 Gr2以及左开口相位差检测像素 Gr3的相位差检测方向的水平方向不同的方向。因 此,关于右开口相位差检测像素 Gr2,如图7B的箭头3所示,检测与和右开口相位差检测像 素 Gr2相同列的附近的摄像像素 Grl的像素输出之比。关于左开口相位差检测像素 Gr3,如 图7B的箭头4所示,检测与和左开口相位差检测像素 Gr3相同列的附近的摄像像素 Grl的 像素数据的值之比或者差。
[0079] 通过这样的电平变化检测处理,能够检测相位差检测像素相对于考虑了各相位差 检测像素上形成的遮光膜的面积、遮光膜的位置、向相位差检测像素入射的光的角度、像高 的影响的摄像像素的光量的下降量。但是,通过电平变化检测处理而检测的光量的下降量 可能也包含基于像(图案)本身的变化的光量的下降量。这是由于,即使是相位差检测像 素的附近的摄像像素,也不一定成像出相同的像。因此,作为电平变化检测处理,期望检测 与相对于相位差检测像素尽可能接近的相同颜色的摄像像素间的电平变化。
[0080] 此外,在上述的例子中,检测与和相位差检测像素相同列的摄像像素间的电平变 化。这是由于伴随着根据摄影镜头11的光轴偏离等特性而产生的光朝向相位差检测像素 的入射角度的不同,而发现了相对于像高的电平变化的趋势。
[0081] 电平变化检测处理之后,频率变化检测部3121b执行频率变化检测处理(步骤 5105) 。频率变化检测处理是检测相位差检测像素的附近的空间频率的变化的趋势的处理。 这里,在本实施方式中,检测与相位差的检测方向不同的方向的空间频率的变化的趋势。 [0082] 作为频率变化检测处理的具体的处理,检测在相位差检测像素的周围的像素中, 沿相位检测方向的空间频率相同的多个像素的像素数据的值之比或者差。在图7B的例子 的情况下,相对于相位差检测像素垂直方向相同列的像素在作为相位差的检测方向的水平 方向的空间频率相同。因此,关于右开口相位差检测像素 Gr2,如图7B的箭头1所示,检测 夹着相位差检测像素 Gr2而配置的摄像像素 B2与摄像像素 B3的像素数据的值之比或者 差。此外,关于左开口相位差检测像素 Gr3,虽然没有进行图示,但是检测夹着相位差检测像 素 Gr3而配置的摄像像素 B3与摄像像素 M的像素数据的值之比或者差。
[0083] 通过这样的频率变化检测处理,能够检测相位差检测像素的周边的垂直方向的空 间频率的变化。
[0084] 这里,在拜耳排列的情况下,夹着相位差检测像素而在垂直方向上相邻配置的2 个像素是与相位差检测像素不同颜色的相同颜色摄像像素。但是,这2个像素没有必要一 定是相邻的,也可以是分开的。此外,如果夹着相位差检测像素而相对配置,则与相位差检 测像素的距离也可以不同。当然,与相位差检测像素的距离也可以相等。
[0085] 此外,在检测垂直相位差的相位差检测像素的情况下,检测不在垂直方向而在水 平方向上相邻的2个像素的像素输出之比。
[0086] 频率变化检测处理之后,图案变化检测部3121c执行图案变化检测处理(步骤 5106) 〇
[0087] 作为图案变化检测处理的具体的处理,检测电平变化检测处理中使用的相位差检 测像素与摄像像素各自附近的相同颜色的像素间的像素数据的值之比或者差。在图7B的 例子的情况下,关于右开口相位差检测像素 Gr2,如图7B的箭头2所示,检测右开口相位差 检测像素 Gr2的附近的摄像像素 Gb3与摄像像素 Grl的附近的摄像像素 Gbl的像素数据的 值之比或者差。此外,关于左开口相位差检测像素 Gr3,检测左开口相位差检测像素 Gr3的 附近的摄像像素 Gb4与摄像像素 Grl的附近的摄像像素 Gbl的像素数据的值之比或者差。
[0088] 在这样的图案变化检测处理中,检测电平变化检测处理中使用的相位差检测像素 与摄像像素的附近的摄像像素的像素输出的变化。如果是这些电平变化检测处理中使用的 相位差检测像素与摄像像素的附近的摄像像素,则能够认为是成像出大致相同的像。这种 情况下,能够认为附近的摄像像素间的像素输出的变化是大致基于像(图案)的变化。实 际上,由于是电平变化检测处理中使用的相位差检测像素与摄像像素的附近的摄像像素, 因此在空间频率较高的情况下,可能产生误差。因此,根据上述的频率变化检测处理的检测 结果,来判断图案变化检测处理的可靠性。
[0089] 这里,在图7B的例子中,设在图案变化检测处理中检测像素输出之比的2个摄像 像素是与相位差检测像素相同颜色的像素。但是,这2个摄像像素没有必要一定是与相位 差检测像素相同颜色。但是,期望这2个摄像像素的颜色是相同颜色。此外,期望检测像素 输出之比的2个摄像像素与各自附近的相位差检测像素的距离相等,但是距离也可以稍微 不同。
[0090] 此外,在检测垂直相位差的相位差检测像素的情况下,作为图案变化检测处理,检 测不在垂直方向而在水平方向上相邻的多个像素的像素输出之比。
[0091] 图案变化检测处理之后,计算部3121d对每个岛部区域计算用于校正电平变化检 测处理的检测结果的加权系数W(步骤S107)。
[0092] 以下,对加权系数W的计算方法的一例进行说明。另外,在该例子中,对计算有关 右开口相位差检测像素的加权系数W的例子进行说明。一例的加权系数W是在作为频率变 化检测处理的结果而得到的相位差检测像素的垂直方向的相同列的2个相同颜色的摄像 像素的像素数据的值之比越接近1则越接近1的系数。能够使用例如以下的(式1)的高 斯函数来计算这样的加权系数W。这里,(式1)所示的加权系数W对于同一岛部区域内的 右开口相位差检测像素能够应用同一值。
[0093]【数式1】
[0095] 这里,(式1)的〇是标准偏差,例如在设计时被任意地设定。例如,〇 = 0. 1的 情况下,加权系数W是以0.1为标准偏差的高斯函数。(式1)的Dif_B是作为频率变化检 测处理的结果而得到的相对于相位差检测像素垂直方向的相同列的2个相同颜色的摄像 像素的像素数据的值之比。例如,如果设摄像像素 B2的像素数据的值为B2,设摄像像素 B3 的像素数据的值为B3,则频率变化检测处理的结果Dif_B能够由以下的(式2)得到。
[0096] Dif_B = B2/B3 (式 2)
[0097] 在上述的例子中,使用高斯函数来计算加权系数W,但是只要是能够计算出垂直方 向的相同列的2个相同颜色的摄像像素的像素数据的值之比越接近1则越接近1的系数的 方法即可,没有必要一定使用高斯函数来计算。
[0098] 计算出加权系数W之后,计算部3121d计算相位差检测像素的像素输出与像高的 关系式(步骤S108)。
[0099] 以下,对关系式的计算方法的一例进行说明。在该例子中,通过1次式对相位差检 测像素的像素输出与像高的关系进行近似。例如,如果设位于水平坐标X的位置处的相位 差检测像素相对于摄像像素的电平变化量为y,则能够以y = ax+b的形式来示出表示电平 变化量的1次式。此外,通过例如最小二乘法,如以下的(式3)所示得到这样的1次式的 斜率a以及截距b。
[0100]【数式2】
[0103](式 3)
[0104]这里,(式 3)的 Dif_pRi(i = start_x,start_x+l,…,n-1)根据电平变化检测 处理的结果与图案变化检测处理的结果而得到,是配置在水平坐标X上的右开口相位差检 测像素与其附近的摄像像素的像素数据的值之比。Dif_pRi通过以下的(式4)而得到。
[0105] Dif_pRi = l-{(Gr 1/Gr2)-Dif_G} (式 4
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