摄像装置和图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对利用一部分像素作为相位差方式的焦点检测元件来检测焦点状态的摄像元件的像素输出进行处理的摄像装置和图像处理方法。
【背景技术】
[0002]例如在日本特许第3592147号公报中提出了与利用摄像元件的一部分像素作为焦点检测元件来检测焦点状态的摄像装置有关的技术。日本特许第3592147号公报的摄像装置将摄像元件的一部分像素设定为焦点检测像素，使穿过关于摄影镜头的光轴中心对称的不同瞳区域后的被摄体光束在多个焦点检测像素中成像，通过检测该被摄体光束之间的相位差，检测摄影镜头的焦点状态。
[0003]这里，关于焦点检测像素，例如一部分区域被遮光，以使得能够接收穿过摄影镜头的不同瞳区域后的被摄体光束的一方。因此，焦点检测像素成为无法直接作为图像使用的缺陷像素。因此，日本特开2010-062640号公报中公开的摄像装置通过对焦点检测像素的像素输出进行增益调整或使用周边的像素进行插值，能够在记录或显示中加以利用。
【发明内容】
[0004]关于日本特开2010-062640号公报的像素输出的校正手法，通过观察焦点检测像素的周边的像素的像素输出的标准偏差来判断是否是高频成分，根据该判断结果来改变插值时的插值像素的像素输出和焦点检测像素的像素输出的应用比例。因此，在日本特开2010-062640号公报的手法中，针对产生与摄像元件的像素排列近似的高频的重复图案的被摄体，可能无法正确计算应用比例。该情况下，没有得到在焦点检测像素中反映了被摄体的构造的像素输出，产生显著的画质劣化。
[0005]本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供如下的摄像装置和图像处理方法:在对来自具有焦点检测像素的摄像元件的像素输出进行处理的摄像装置中，能够进一步抑制由于焦点检测像素而引起的画质降低。
[0006]为了达成所述目的，本发明的第I方式的摄像装置具有:摄像元件，其具有摄像像素和焦点检测像素；高频图案检测部，其根据位于所述焦点检测像素的周边的多个摄像像素和焦点检测像素的像素输出，检测所述摄像元件接收的被摄体像图案为高频的程度;插值处理部，其使用位于所述焦点检测像素的周边的摄像像素的像素输出进行插值运算，求出与所述焦点检测像素的像素输出对应的插值输出，对该求出的插值输出和所述焦点检测像素的像素输出进行加权混合；以及应用判断部，其根据所述高频图案检测部的输出，决定所述插值处理部进行加权混合时的混合比例。
[0007]为了达成所述目的，本发明的第2方式的图像处理方法对具有摄像像素和焦点检测像素的摄像元件的像素输出进行处理，其中，该图像处理方法具有以下步骤:根据位于所述焦点检测像素的周边的多个摄像像素和焦点检测像素的像素输出，检测所述摄像元件接收的被摄体像图案为高频的程度;根据所述为高频的程度，决定插值输出和所述焦点检测像素的像素输出的加权混合时的混合比例；以及使用位于所述焦点检测像素的周边的摄像像素的像素输出进行插值运算，求出与所述焦点检测像素的像素输出对应的所述插值输出，对该求出的插值输出和所述焦点检测像素的像素输出进行加权混合。
【附图说明】
[0008]图1是示出作为本发明的一个实施方式的摄像装置的一例的数字照相机的结构的框图。
[0009]图2是示出摄像元件的像素排列的例子的图。
[0010]图3是示出图像处理部的详细结构的图。
[0011 ]图4是示出插值判断处理部的结构的图。
[0012]图5A是用于说明相位偏移的第I图。
[0013]图5B是用于说明相位偏移的第2图。
[0014]图6是示出动态图像记录处理的流程图。
[0015]图7A是用于说明高频检测处理的第I图。
[0016]图7B是用于说明高频检测处理的第2图。
【具体实施方式】
[0017]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0018]图1是示出作为本发明的一个实施方式的摄像装置的一例的数字照相机(以下简称为照相机)的结构的框图。这里，在图1中，带箭头的实线表示数据流，带箭头的虚线表示控制信号流。
[0019]图1所示的照相机I具有摄影镜头11、光圈13、机械快门15、驱动部17、操作部19、摄像元件21、摄像控制电路23、A-AMP 25、模拟数字转换部(ADC)27、CPU29、图像处理部31、焦点检测电路33、视频编码器35、显不部37、总线39、DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)41、R0M(Read Only Memory:只读存储器)43、记录介质45。
[0020]摄影镜头11是用于在摄像元件21上形成来自被摄体100的像的摄影光学系统。摄影镜头11具有用于调节对焦位置的对焦镜头，并且，也可以构成为变焦镜头。光圈13配置在摄影镜头11的光轴上，构成为其口径可变。光圈13限制穿过摄影镜头11的来自被摄体100的光束的量。机械快门15构成为开闭自如。机械快门15对来自被摄体100的被摄体光束入射到摄像元件21的入射时间(摄像元件21的曝光时间)进行调节。作为机械快门15，可以采用公知的焦面快门、中心式快门等。驱动部17根据来自CPU 29的控制信号进行摄影镜头11、光圈13和机械快门15的驱动控制。
[0021]操作部19包含电源按钮、释放按钮、动态图像按钮、再现按钮、菜单按钮这样的各种操作按钮和触摸面板等各种操作部件。该操作部19检测各种操作部件的操作状态，将表示检测结果的信号输出到CPU 29。这里，通过本实施方式的操作部19，能够选择照相机I的拍摄模式。即，用户通过对操作部19进行操作，能够从静态图像拍摄模式和动态图像拍摄模式中选择照相机I的拍摄模式。静态图像拍摄模式是用于拍摄静态图像的拍摄模式，动态图像拍摄模式是用于拍摄动态图像的拍摄模式。
[0022]摄像元件21配置在摄影镜头11的光轴上的机械快门15的后方且通过摄影镜头11使被摄体光束成像的位置。摄像元件21构成为二维配置有构成像素的光电二极管。这里，本实施方式中的摄像元件21具有用于取得记录和显示用的图像的摄像像素以及用于进行焦点检测的焦点检测像素。
[0023]构成摄像元件21的光电二极管生成与受光量对应的电荷。光电二极管产生的电荷蓄积在与各光电二极管连接的电容器中。该电容器中蓄积的电荷被作为图像信号读出。本实施方式中的摄像元件21具有多个不同的电荷的读出方式。根据来自摄像控制电路23的控制信号读出摄像元件21中蓄积的电荷。
[0024]并且，在构成像素的光电二极管的前表面配置有例如拜耳排列的彩色滤镜。拜耳排列具有在水平方向上交替配置R像素和G(Gr)像素的行、以及交替配置G(Gb)像素和B像素的行。
[0025]摄像控制电路23根据来自CPU29的控制信号设定摄像元件21的驱动模式，根据与所设定的驱动模式对应的读出方式对来自摄像元件21的图像信号的读出进行控制。例如，在实时取景显示时或动态图像记录时这样的对来自摄像元件21的像素数据读出要求实时性的驱动模式的情况下，为了能够高速进行像素数据的读出，混合读出来自多个相同颜色像素的像素数据，或间疏读出特定像素的像素数据。另一方面，例如在静态图像记录时这样的与实时性相比更加要求画质的驱动模式的情况下，不进行混合读出或间疏读出，通过读出全部像素的像素数据来维持分辨率。
[0026]A-AMP25根据摄像控制电路23的控制，对从摄像元件21读出的图像信号进行放大。与摄像元件21、摄像控制电路23、A-AMP25—起作为摄像部发挥功能的ADC27将从A-AMP25输出的图像信号转换为数字形式的图像信号(像素数据)。下面，在本说明书中，将多个像素数据的集合记载为摄像数据。
[0027]CPU29根据ROM 43中存储的程序进行照相机I的整体控制。图像处理部31对摄像数据实施各种图像处理而生成图像数据。例如，在静态图像的记录时，图像处理部31实施静态图像记录用的图像处理而生成静态图像数据。同样