摄像装置、图像处理装置以及图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在数字静态照相机等电子摄像装置中，能够通过图像合成生成B门(Bulb)摄影图像并且使图像传感器或者照相机自身在与因周日运动而产生的天体的移动方向相同的方向上移动来进行天体的静态摄影的摄像装置、图像处理装置以及图像处理方法。
【背景技术】
[0002]从贩售数字照相机之前的胶卷照相机的时代开始，拍摄天体的摄影者就很多。由于在天体摄影中除了太阳和月亮之外，其他都是非常暗的被摄体，因此，多以长时间曝光的方式进行拍摄。当将照相机固定在三脚架上以长时间曝光的方式进行拍摄时，伴随着周曰运动，天体发生移动，从而形成天体的轨迹以线状拖线的图像。并且，对于太阳和月亮等天体中较亮的天体，不进行其他较暗的天体那样的长时间曝光，也能够以适当的曝光进行拍摄，但是在使用望远镜头进行拍摄的情况下，由于在摄像面(胶片面)上的被摄体像的像面移动速度较快，因此，像会拖线。
[0003]因此，执行如下拍摄的方法:将照相机安装在赤道仪上，该赤道仪以在天体的移动方向上跟踪的方式移动，借助赤道仪使天体静止来进行拍摄。并且，最近，提出有如下摄影装置:在固定好照相机的状态下，仅使照相机内部的图像传感器在天体的移动方向进行跟踪，由此，能够与赤道仪相同地来静态拍摄天体(参照专利文献I)。
[0004]并且，还提出有如下摄影装置:通过将以无法视认天体的移动的较短的曝光时间内拍摄的多张图像进行位置对准并合成，能够生成与静态拍摄天体的情况相同的合成图像(参照专利文献2)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2012-5112号公报
[0008]专利文献2:日本特开2003-259184号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]近年来，伴随着数字照相机的多像素化、高画质化，变得能够简单地拍摄高画质的天体照片，且摄影者增加，拍摄的被摄体也涵盖很多种类。其中，确立有将天体(天空、星星)和地上的景色收到一张照片中的被称作星景照片的领域。
[0011]当为了拍摄该星景照片，使用赤道仪或者使用专利文献1、2中公开的摄像装置进行天体跟踪时，能够使其相对作为主要被摄体的天体静止而进行拍摄，但存在地上的景色拖线的问题。另一方面，当固定摄像装置进行拍摄时，如前所述，天体拖线。
[0012]而且，在专利文献2的摄像装置中，摄影时间越长，被摄体逐渐拖线到视场角外，因此，合成图像的视场角变窄。在从拍摄中途起超出到视场角外的拍摄区域中，能够通过基于后段数字电路的增益施加来对图像输出进行曝光校正，但是，噪声也增加与施加的增益的量相应的量，画质下降，无法进行摄影者想要的视场角或画质的照片拍摄。
[0013]并且，为了进行移位以使多张图像的天体的位置变得相同而进行合成，需要从图像读出天体的位置信息，但是，在天体摄影中都是非常暗的被摄体，分割曝光后的图像更暗，容易变成S/N劣化的图像。很难从这样的图像中正确地读出天体的位置信息，很难高精度地生成天体静止的合成图像。
[0014]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供能够拍摄天体和地上的景色两者都不拖线的星景照片的摄像装置、图像处理装置以及图像处理方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本发明的第一方式的摄像装置具有:摄像部，其在多重曝光中，在对于在摄像面上成像的被摄体像进行多次曝光时分别取得图像数据;被摄体识别部，其识别在上述摄像面上静止的被摄体像和在上述摄像面上移动的被摄体像；图像移位量检测部，其对于由上述被摄体识别部识别出的上述移动的被摄体像，检测作为在摄像面上的位置偏移的移动量和移动方向；以及图像合成部，其基于由上述图像移位量检测部检测出的上述移动量和移动方向，对上述图像数据校正上述移动的被摄体像的位置偏移，对该校正后的各个图像数据进行合成处理，生成多重曝光的摄影图像数据。
[0017]本发明的第二方式的图像处理装置具有:记录部，其记录对在摄像面上静止的被摄体像和在摄像面上移动的被摄体像混合存在的被摄体像进行多重曝光而得到的图像数据;被摄体识别部，其识别在上述摄像面上静止的被摄体像和在上述摄像面上移动的被摄体像；图像移位量检测部，其对由上述被摄体识别部识别出的上述移动的被摄体像检测作为在摄像面上的位置偏移的移动量和移动方向；以及图像合成部，其基于由上述图像移位量检测部检测出的上述移动量和移动方向，对上述图像数据校正上述移动的被摄体像的位置偏移，对该校正后的各个图像数据进行合成处理，生成多重曝光的摄影图像数据。
[0018]本发明的第三方式的图像处理方法包括如下步骤:记录步骤，记录对在摄像面上静止的被摄体像和在摄像面上移动的被摄体像混合存在的被摄体像进行多重曝光而得到的图像数据;被摄体识别步骤，识别在上述摄像面上静止的被摄体像和在上述摄像面上移动的被摄体像；图像移位量检测步骤，对通过上述被摄体识别步骤识别出的上述移动的被摄体像检测作为在摄像面上的位置偏移的移动量和移动方向；以及图像合成步骤，基于通过上述图像移位量检测步骤检测出的上述移动量和移动方向，对上述图像数据校正上述移动的被摄体像的位置偏移，对该校正后的各个图像数据进行合成处理，生成多重曝光的摄影图像数据。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，能够提供能够拍摄天体和其他景色两者不拖线的星景照片的摄像装置、图像处理装置以及图像处理方法。
【附图说明】
[0021]图1是示出本发明的第一实施方式的照相机的主要的电结构的框图。
[0022]图2是示出在本发明的第一实施方式的照相机中选择了天体跟踪摄影模式的情况下的动作的流程图。
[0023]图3是说明在本发明的第一实施方式的照相机中检测用于进行移位合成的移位量的图。
[0024]图4是说明在本发明的第一实施方式的照相机中背景部的指示方法的一例的图。
[0025]图5是说明在本发明的第一实施方式的照相机中用于检测移位量的一例的图。
[0026]图6是示出本发明的第二实施方式的照相机的主要的电结构的框图。
[0027]图7是示出本发明的第二实施方式的变形例的照相机的主要的电结构的框图。
[0028]图8是示出在本发明的第二实施方式的照相机中选择了天体跟踪摄影模式的情况下的动作的流程图。
[0029]图9是说明在本发明的第二实施方式的照相机中天体跟踪摄影时的图像合成的图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照附图，对使用应用了本发明的照相机优选的实施方式进行说明。本发明的优选的实施方式的照相机是数字照相机，大致上，在显示部对基于从摄像元件(图像传感器4)读出的图像数据的图像数据进行实时取景显示，并且根据释放按钮的操作，将为了用于存储而进行图像处理后的图像数据存储到外部存储器中。并且，当设定为天体跟踪摄影模式时，以规定时间间隔从摄像元件读出图像数据，生成对该图像数据进行相加运算后的合成图像。在生成该合成图像时，校正移动的被摄体像的位置偏移以使天体和地上的景色不拖线。
[0031]图1是示出作为本发明的优选的实施方式的第一实施方式的照相机的主要的电结构的框图。本实施方式中的照相机具有摄像部1、图像处理部10、系统控制部20以及总线31和与其连接的各部分。另外，在本实施方式中，镜头2以与照相机主体一体的方式构成，当然也可以采用可更换镜头。
[0032]在摄像部I内具有镜头2、机械快门3、图像传感器4。镜头2使被摄体的光学像成像在图像传感器4上。在该镜头2内具有光圈，该光圈决定用于调节曝光量的光圈值。并且，机械快门3通过开闭动作对图像传感器4进行曝光和遮光，并控制快门速度。图像传感器4包含CMOS图像传感器或CCD图像传感器等摄像元件，在每个像素中将由镜头2成像的被摄体的光学像转换为电信号，并将图像数据输出给图像处理部10和总线31。总线31是用于在各模块间进行信号的发送接收的信号线。摄像部I在本实施方式中作为摄像部发挥功能，该摄像部对在摄像面上静止的被摄体像和在摄像面上移动的被摄体像混合存在的被摄体像进行多重曝光。
[0033]图像处理部10对从图像传感器4输出的图像数据实施图像处理。图像处理部10具有图像合成部11、显像处理部13、图像移位量检测部14以及被摄体识别部15。
[0034]图像合成部11以规定时间间隔从图像传感器4读出图像数据，生成对该图像数据进行相加运算后的合成图像。该图像合成部11具有相加合成部11a、比较合成部Ilb以及相加平均合成部I lc。
[0035]相加合成部Ila对从图像传感器4以规定时间间隔连续地读出的图像和保存于内部存储器33中的图像数据的每个像素的输出进行相加运算。更详细地，使用图2进行说明，在设定为天体跟踪摄影模式时，当操作了释放按钮时，以每个规定时间间隔(图2的S9中的曝光时间T)读出图像信号，因此，相加合成部Ila按照每个像素进行累积相加运算。
[0036]比较合成部Ilb对像素输出进行比较，通过比较亮和比较暗合成处理来生成合成图像。在比较亮合成处理中，最开始将构成基于从图像传感器4读出的图像数据而生成的图像数据的像素数据作为比较亮合成图像数据，存储到内部存储器33中。接着，针对构成基于从图像传感器4读出的图像数据而生成的图像数据的像素数据和构成存储于内部存储器33中的累积比较亮