摄像装置、照相机系统以及图像处理方法_3

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据由光学信息取得部2172a取得的光学信息,计算光学函数。光学函数例如为如下函数:该 函数将拍摄均匀亮度面时的焦点检测像素的坐标(例如水平坐标)和W摄像像素的像素输 出为基准的焦点检测像素的像素输出对应起来,将该函数预先存储在例如R0M229中。运样 的光学函数表示焦点检测像素的光量下降量。光学函数根据如使入射到焦点检测像素的入 射光的入射角度变化运样的光学信息的变化(例如,焦距的变化、焦点位置的变化、光圈的 变化)而进行变动。所W,按照光学信息的每个种类,在R0M229中存储与光学信息的变化 对应的多个光学函数。光学函数计算部217化取得与由光学信息取得部2172a取得的光学 信息对应的光学函数。另外,可W根据R0M229中存储的光学函数,通过插值来计算与期望 的光学信息对应的光学函数。
[0053] 像素函数计算部2172c计算像素函数。像素函数为将焦点检测像素的坐标和W摄 像像素的像素输出为基准的焦点检测像素的像素输出对应起来的函数,且根据实时取景显 示时或动态图像拍摄时的摄像数据来计算。运里,实时取景显示时或动态图像拍摄时的摄 像数据并非一定是拍摄均匀亮度面而获得的摄像数据,所W摄像像素的像素输出和焦点检 测像素的像素输出都可能受到被摄体像(图案)的变化的影响而发生变动。为了消除该图 案变化的影响,根据各焦点检测像素的周边的摄像像素的像素输出来计算焦点检测像素的 周边的图案变化的影响程度,并考虑该计算出的图案变化的影响,计算像素函数。之后将说 明详细内容。
[0054] 校正函数选择部2172d从光学函数和校正函数中选择校正函数,该校正函数用于 计算校正值,该校正值用于在像素校正部2173中校正焦点检测像素的像素输出。选择光学 函数和像素函数的哪一个作为校正函数根据由光学函数计算部217化计算出的光学函数 的可靠度(光学函数可靠度)和由像素函数计算部2172c计算出的像素函数的可靠度(像 素函数可靠度)来确定。之后将说明详细内容。
[0055] W下说明本实施方式的摄像装置的动作。图5是示出摄像装置进行的实时取景动 作的处理的流程图。根据存储在R0M229中的程序,通过CPU215执行图5所示的流程图的 处理。此外,图5所示的处理也能够适用于动态图像拍摄动作。
[0056] 在开始图5的流程图的处理后,CPU215判定是否结束实时取景或断开照相机1的 电源(步骤SlOl)。例如,在通过释放按钮的操作指示了静态图像拍摄的执行的情况、通 过动态图像按钮的操作指示了动态图像拍摄的执行的情况、通过再现按钮的操作指示了图 像的再现的情况、通过菜单按钮的操作指示了菜单的显示的情况下,判定为结束实时取景。 此外,例如,在通过电源按钮的操作指示了照相机1的电源的断开的情况下,判定为断开电 源。在步骤Sioi中判定为结束实时取景的情况下或判定为断开电源的情况下,CPU215结 束图5的处理。
[0057] 在步骤SlOl中判定为不结束实时取景的情况且不关闭照相机1的电源的情况下, CPU215使摄像元件207执行用于实时取景的拍摄(曝光)(步骤102)。依照预先设定的 读出方式,从摄像元件207读出通过摄像得到的图像信号。将该所读出的图像信号在由模 拟处理部211进行模拟处理、并在AD转换部213中被数字化后,作为摄像数据临时存储到 DRAM227 中。 阳化引在用于实时取景的拍摄后,CPU215使图像处理部217执行图像处理。此时,图像 处理部217的WB校正处理部2171从DRAM227中读出摄像数据并实施白平衡校正处理(步 骤S103)。接着,校正函数确定部2172的光学信息取得部2172a取得当前的光学信息(步 骤S104)。如上所述,光学信息为摄影镜头101的焦距、对焦镜头的位置、光圈值、崎变像差 信息等。在取得了光学信息后,光学函数计算部217化计算光学函数(步骤S105)。W下, 对光学函数的计算方法例进行说明。
[0059] 图6是示出光学函数例的图。光学函数中存在右开口焦点检测像素的光学函数和 左开口焦点检测像素的光学函数。图6是右开口焦点检测像素的光学函数例。此外,图6 的光学函数为用2次函数对水平坐标X和焦点检测像素的像素输出的关系进行了近似的例 子。光学函数可W用1次函数来近似,也可W用3次函数W上的高次函数来近似。并且,图 6示出关于某个光学信息(例如焦距),使R0M229中存储与光学信息1、光学信息2、光学信 息3运3个值对应的光学函数的例子。光学函数计算部217化从图6的3个光学函数中选 择与由光学信息取得部2172a取得的光学信息对应的光学函数。R0M229中存储的光学函数 的数量可在R0M229的容量的许可范围内适当确定。此外,存储光学函数的存储器并非必须 是照相机侧的ROM,也可W存储到更换式镜头100内部的R0M109中。而且,可W通过与更换 式镜头100的通信,取得光学函数。
[0060] 在光学函数的计算后或与光学函数的计算并列,像素函数计算部2172c计算像素 函数(步骤S106)。W下,参照图7说明像素函数的计算方法例。
[0061] 通常,焦点检测像素配置于作为需要焦点检测的区域的、图7A中施加了阴影的区 域(W下称作岛区域)。运里,在说明像素函数的计算方法时,设为在岛区域中的Gr像素 的位置处各配置n个右开口焦点检测像素和左开口焦点检测像素。此外,如图7A所示,将 摄像元件207的水平方向定义为X轴,并且将焦点检测像素(岛区域)的水平方向的开始 X坐标定义为start_x。
[0062] 在计算像素函数时,像素函数计算部2172c计算与焦点检测像素相邻的两个摄像 像素B的像素输出之比Dif_B。例如,在图7B所示的右开口焦点检测像素Gr2的情况下,计 算由箭头1示出的、摄像像素B2的像素输出B2与摄像像素B3的像素输出B3之比。因此, Dif_B由^下的(式1)给出。
[0063]Dif-B=B2/B3 (式 1)
[0064] 然后,像素函数计算部2172c计算与焦点检测像素同色且附近的两个摄像像素抓 的像素输出之比Dif_G。例如,在右开口焦点检测像素Gr2的情况下,计算由箭头2示出的、 摄像像素Gb2的像素输出Gb2与摄像像素GbS的像素输出Gb3之比。因此,Dif_G由W下 的(式2)给出。 阳0化]Dif-G=抓2/抓3 (式2)
[0066] 进而,像素函数计算部2172c计算焦点检测像素的像素输出与如下的摄像像素Gr 的像素输出之比,该摄像像素Gr是与焦点检测像素同色且与相位差的检测方向垂直的方 向上的附近的摄像像素。例如,在右开口焦点检测像素Gr2的情况下,计算由箭头3示出的、 右开口焦点检测像素Gr2的像素输出Gr2与摄像像素Grl的像素输出Grl之比。此外,在 左开口焦点检测像素GrS的情况下,计算由箭头4示出的、左开口焦点检测像素GrS的像素 输出Gr3与摄像像素Grl的像素输出Grl之比。运里,图7B的例子中的摄像像素Grl是岛 外的像素。如果并非岛内的全部Gr像素都为焦点检测像素,则也可W计算与岛内的摄像像 素Gr的像素输出之比。然后,像素函数计算部2172c计算与焦点检测像素同色且与相位差 的检测方向垂直的方向上的附近的摄像像素Gr的像素输出与该摄像像素Gr附近的两个摄 像像素Gb的像素输出之差的比。例如,在右开口焦点检测像素Gr2的情况下,计算由箭头 5示出的、摄像像素Grl的像素输出与摄像像素Gbl及摄像像素Gb2的像素输出之差的比。 进而,像素函数计算部2172c计算考虑到图案变化的焦点检测像素与其附近的摄像像素的 像素输出之比Dif_p化。Dif_p化由W下的(式3)给出。
[0067] 01'_9化=佑的/6'1)_(抓1_抓2)/6'1 (式 3) W側(式如的第1项表示相位检测像素与其附近的摄像像素的像素输出之比,第2项 表示图案变化的影响程度。
[0069] 像素函数计算部2172c使用Dif_B和Dif_G计算权重系数W。权重系数W是Dif_ B和Dif_G各自越接近1则越接近1的系数,是例如W下的(式4)所示地使用高斯函数计 算的。权重系数W不一定非要使用高斯函数进行计算。 W70]【数学式1】
[0071]
:武;、
[0072] 运里,(式4)的O是标准偏差且例如在设计时任意设定。例如在设为了O=0. 1 的情况下,成为将0. 1作为了标准偏差的高斯函数。
[0073] 在计算出关于各焦点检测像素的Dif_p化和权重系数W后,像素函数计算部2172c 使用权重系数W和各焦点检测像素的计算像素函数。运里,作为例子,用1次函数 y=ax+b的形式表示像素函数。运里,X是水平坐标,y是W摄像像素的像素输出为基准的 焦点检测像素的像素输出(即光量下降量)。此外,表示像素函数的1次函数的斜率a和截 距b例如通过最小二乘法,如W下的(式5)所示那样被给出。
[0074]【数学式2】 阳0巧]
[0076]
阳077](式 5)
[0078] 运里,(式5)的a、b的括号内的值即0表示通过运些式子表示的斜率和截距是与 右开口焦点检测像素相关的斜率和截距。对于左开口焦点检测像素,将(式5)的a、b的括 号内的值设为1,并且将(式5)中示出的各值置换为与左开口焦点检测像素相关的值。良P, 将(式3)的第一项置换为与左开口焦点检测像素对应的比即Gr
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