摄像装置、摄像系统以及图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像装置、摄像系统以及图像处理方法
【背景技术】
[0002]普通的摄像装置经由光学系统将被摄体的光学像成像于摄像元件上。在这种摄像装置中，由于光学系统的特性，越接近摄像元件的周边，越会产生成像于摄像元件上的光学像的光量的下降。此外，在这种摄像装置中，越接近摄像元件的周边，光学像的畸变越大。以往，为了校正摄像元件的周边的光量下降而进行阴影校正，并为了校正由光学系统的特性引起的光学像的畸变而进行畸变校正。
[0003]这里，在使用阴影校正或畸变校正来校正画质劣化时，有时在图像的中心和周边之间S/N特性会发生变化。对此，在日本特开2006-295807号公报中提出了如下技术:根据在阴影校正等中使用的校正量来控制降噪的抑制水平，从而抑制图像的中心与周边之间的S/N特性的变化。
【发明内容】
[0004]搭载于摄像装置的光学系统的小型化是摄像装置领域中的较大课题之一。特别是，高倍率的光学系统在原理上容易大型化，所以期望尽可能的小型化。这里，在想要实现高倍率的光学系统的小型化的情况下，有可能无法通过该光学系统的焦距来确保足够大小的像圈。像圈是指被摄体的光学像的有效成像区域，例如光量下降为一定值以内的摄像元件上的成像区域。
[0005]作为在无法确保足够大小的像圈的情况下用于保持记录图像的清晰感的方法，考虑也将像圈的外侧的区域的图像在记录中使用。但是，在像圈的外侧的区域中，光量下降极端增大。即使使用在日本特开2006-295807号公报的方法，也很难抑制由像圈的外侧的极端的光量下降带来的S/N特性的变化。
[0006]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种即使在使用了无法确保足够大小的像圈的小型光学系统的情况下也能够良好地校正画质劣化的摄像装置、摄像系统以及图像处理方法。
[0007]为了达成上述目的，本发明的第1方式的摄像装置具有:光学系统，其焦距可变，且被摄体的光学像的有效成像区域即像圈的大小根据所述焦距的不同而不同；数据存储部，其存储表示所述焦距的值和所述像圈的大小的值之间的对应关系的数据;摄像部，其从经由所述光学系统成像于摄像元件上的所述光学像获得图像数据；以及图像处理部，其根据表示所述对应关系的数据，对所述摄像部获得的图像数据中的与所述像圈的内侧对应的图像数据和与所述像圈的外侧对应的图像数据分别实施不同的图像处理。
[0008]为了达成上述目的，本发明的第2方式的摄像系统具有更换镜头和摄像装置，所述更换镜头具有:光学系统，其焦距可变，且被摄体的光学像的有效成像区域即像圈的大小根据所述焦距的不同而不同；镜头数据存储部，其存储表示所述焦距的值和所述像圈的大小的值之间的对应关系的数据；以及镜头接口部，其用于发送表示所述对应关系的数据，所述摄像装置具有:摄像部，其从经由所述光学系统成像于摄像元件上的所述光学像获得图像数据;装置接口部，其用于从所述镜头接口部接收表示所述对应关系的数据；以及图像处理部，其根据由所述装置接口部接收到的表示所述对应关系的数据，对所述摄像部获得的图像数据中的与所述像圈的内侧对应的图像数据和与所述像圈的外侧对应的图像数据分别实施不同的图像处理。
[0009]为了达成上述目的，本发明的第3方式的图像处理方法具有以下步骤:从经由光学系统成像于摄像部上的光学像获得图像数据，其中，该光学系统的焦距可变，且被摄体的所述光学像的有效成像区域即像圈的大小根据所述焦距的不同而不同；以及根据表示所述焦距的值与所述像圈的大小的值之间的对应关系的数据，对所述摄像部获得的图像数据中的与所述像圈的内侧对应的图像数据和与所述像圈的外侧对应的图像数据分别实施不同的图像处理。
【附图说明】
[0010]图1是示出本发明的各实施方式的摄像系统的整体结构的图。
[0011]图2A是示出光学系统的一例的结构的图，且是示出焦距相当于广角端的状态的光学系统的图。
[0012]图2B是示出光学系统的一例的结构的图，且是示出焦距相当于望远端的状态的光学系统的图。
[0013]图3是示出本发明的第1实施方式的数据处理的流程的功能框图。
[0014]图4是示出本发明的第1实施方式的摄像系统的详细动作的流程图。
[0015]图5是用于说明摄影次数的设定的图。
[0016]图6A是示出阴影特性数据的例子的图。
[0017]图6B是示出本发明的第1实施方式的像高位置和合成比率之间的关系的图。
[0018]图7是示出像限的图。
[0019]图8是示出合成处理的流程图。
[0020]图9是示出本发明的第2实施方式的数据处理的流程的功能框图。
[0021]图10是示出本发明的第2实施方式的摄像系统的详细动作的流程图。
[0022]图11是示出本发明的第2实施方式的像高位置和合成比率的关系的图。
[0023]图12是示出阴影特性数据的例子的图。
[0024]图13是示出本发明的第3实施方式的数据处理的流程的功能框图。
[0025]图14是示出降噪处理部2225c2的结构的图。
[0026]图15A是示出关注像素位于像圈的内侧的情况下的搜索区域和比较像素权重的图。
[0027]图15B是示出关注像素位于像圈的外侧的情况下的搜索区域和比较像素权重的图。
[0028]图16是示出本发明的第4实施方式的数据处理的流程的功能框图。
[0029]图17是示出像素相加处理的流程图。
[0030]图18A是示出阴影特性数据的例子的图。
[0031]图18B是示出第4实施方式的像素相加系数的设定例的第1图。
[0032]图18C是示出第4实施方式的像素相加系数的设定例的第2图。
[0033]图19是示出第4实施方式的像高位置和合成比率之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0035]【第1实施方式】
[0036]首先，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是示出本发明的各实施方式的摄像系统的整体结构的图。图1所示的摄像系统1具有更换镜头100和摄像装置200。更换镜头100构成为能够在摄像装置200上拆装。在将更换镜头100安装于摄像装置200的情况下，更换镜头100与摄像装置200通信自如地连接。由此，更换镜头100成为能够按照摄像装置200的控制进行动作的状态。
[0037]更换镜头100具有光学系统101、镜头驱动机构104、光圈驱动机构106、变焦环108、变焦位置检测部11 ο、镜头控制部112和镜头安装触点114。
[0038]光学系统101是用于使来自未图示的被摄体的光线成像于摄像元件206的摄像面上的光学系统。光学系统101具有摄影镜头1021和光圈1022。摄影镜头1021是焦距可变，且被设计为使像圈的大小随着焦距的变化而变化的单个或多个镜头。具体而言，本实施方式的例子的摄影镜头1021被设计为，通过沿着用图1的点划线所示的光轴方向被驱动而使其焦距变化，且焦距相对越长像圈越小。光圈1022构成为开闭自如，调整经由摄影镜头1021入射到摄像元件206的光线的量。之后将说明光学系统101的详细内容。
[0039]镜头驱动机构104具有电动机及其驱动电路等。镜头驱动机构104按照镜头控制部112的控制，向其光轴方向驱动摄影镜头1021。光圈驱动机构106具有用于驱动光圈1022的驱动机构。光圈驱动机构106按照镜头控制部112的控制，驱动光圈1022。
[0040]变焦环108是沿着更换镜头100的主体的外周旋转自如地设置的操作部件。变焦位置检测部110是构成为对变焦环108的操作量进行检测的例如编码器。该变焦位置检测部110将变焦环108的操作量作为摄影镜头1021的焦距(变焦位置)的信息输入到镜头控制部112。这里意味着，变焦位置的值例如越大，则摄影镜头1021的焦距越长。
[0041]镜头控制部112经由镜头安装触点114和主体安装触点224与摄像装置200的主体控制部222通信自如地连接。该镜头控制部112按照来自主体控制部222的输入或来自变焦位置检测部110的输入，控制镜头驱动机构104和光圈驱动机构106。此外，镜头控制部112具有例如作为闪存的镜头数据存储部1121。镜头数据存储部1121存储光学系统101的像差特性等镜头数据。此外，本实施方式的镜头数据存储部1121将相对于以光轴中心为基准的像高的光量下降量的数据存储为阴影特性数据。另外，镜头数据存储部1121按照摄影镜头1021的焦距(变焦位置)的每个值，存储阴影特性数据。这是因为光学系统101是根据焦距改变像圈的大小的光学系统。
[0042]镜头安装触点114是设置于更换镜头100的安装部的触点。镜头安装触点114在将更换镜头100安装于摄像装置200时与主体安装触点224电连接，并作为用于供更换镜头100和摄像装置200进行通信的镜头接口部发挥作用。
[0043]摄像装置200具有快门202、快门驱动机构204、摄像元件206、摄像元件接口(IF)部208、RAM210、R0M212、显示元件驱动部214、显示元件216、记录介质218、操作部220、主体控制部222和主体安装触点224。
[0044]快门202构成为使摄像元件206的摄像面为遮光状态或曝光状态。通过控制快门202的快门速度，调整摄像元件206的曝光时间。快门驱动机构204具有用于驱动快门202的驱动机构，按照主体控制部222的控制来驱动快门202。
[0045]摄像元件206具有使通过光学系统101会聚的来自被摄体的光线成像的摄像面。在摄像元件206的摄像面上呈二维状地配置有多个像素。此外，在摄像面的光入射侧设置有滤光片。这种摄像元件206将成像于摄像面上的与光线对应的光像(被摄体像)转换为与其光量相应的电信号(以下，称作图像信号)。与摄像元件206共同作为摄像部发挥作用的摄像元件接口部208按照主体控制部222的CPU2221的控制，将摄像控制信息输入到摄像元件206来驱动摄像元件206。此外，摄像元件接口部208按照主体控制部222的控制来读出由摄像元件206获得的图像信号，并针对读出的图像信号实施C