拍攝裝置和拍攝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供拍攝裝置和拍攝方法。該拍攝裝置能夠校正圖像的分辨率劣化，其包含攝像元件、校正量計算部、校正部。攝像元件經由攝影鏡頭拍攝被攝體，而取得圖像信號。校正量計算部分別計算針對所述圖像信號的多個頻率成分的校正量，該校正量與所述攝影鏡頭的拍攝時的光圈值對應。校正部根據(jù)計算出的所述校正量來校正所述多個頻率成分的圖像信號的頻率特性。
【專利說明】拍攝裝置和拍攝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及拍攝裝置和拍攝方法。
【背景技術】
[0002]在使用數(shù)字相機等拍攝裝置的拍攝中，在用慢速快門拍攝明亮的場景的情況下、對多個距離不同的被攝體的全部進行對焦并拍攝的情況下等，有時增大F值(縮小光圈直徑)來減少曝光、或者加深焦點深度來進行拍攝。然而，在增大F值(縮小光圈直徑)而進行了拍攝的情況下，由于衍射的影響鏡頭MTF (Modulation Transfer Functicn:調制傳遞函數(shù))劣化，圖像變得模糊。
[0003]針對該情況，日本特開2004-146993號公報的記錄裝置使用了 ND (NeutralDensity:中性密度)濾鏡來減少曝光。由此，日本特開2004-146993號公報的記錄裝置抑制了衍射的現(xiàn)象從而防止了鏡頭MTF的大幅劣化。進而，日本特開2004-146993號公報的記錄裝置根據(jù)光圈的設定值來校正圖像信號，從而校正了由于鏡頭MTF的變化而引起的分
辨率劣化。

【發(fā)明內容】

[0004]在不僅希望降低曝光，還希望加深焦點深度的情況下，需要不使用ND濾鏡而縮小光圈直徑。如上所述，在不使用ND濾鏡的情況下，由衍射引起的鏡頭MTF的劣化變大。在日本特開2004-146993號公報中提出的圖像信號的校正方法雖然對于比較狹窄的范圍的光圈變化是有效的，但是，對于鏡頭MTF大幅劣化的較大范圍的光圈變化，校正是困難的。
[0005]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種拍攝裝置和拍攝方法，即便在拍攝時的光圈直徑的變化較大的情況下，也能夠適當?shù)貙D像的分辨率劣化進行校正。
[0006]本發(fā)明的第I方式的拍攝裝置能夠校正圖像的分辨率劣化，該拍攝裝置具有:攝像元件，其經由攝影鏡頭拍攝被攝體，而取得圖像信號；校正量計算部，其分別計算針對所述圖像信號的多個頻率成分的校正量，該校正量與所述攝影鏡頭的拍攝時的光圈值對應；以及校正部，其根據(jù)計算出的所述校正量來校正所述多個頻率成分的圖像信號的頻率特性。
[0007]本發(fā)明的第2方式的拍攝方法能夠校正圖像的分辨率劣化，該拍攝方法具有如下步驟:利用攝像元件經由攝影鏡頭來拍攝對被攝體，而取得圖像信號；利用校正量計算部分別計算針對所述圖像信號的多個頻率成分的校正量，該校正量與所述攝影鏡頭的拍攝時的光圈值對應；以及利用校正部根據(jù)計算出的所述校正量來校正所述多個頻率成分的圖像信號的頻率特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是示出作為本發(fā)明一個實施方式的拍攝裝置的一例的數(shù)字相機的結構的框圖。
[0009]圖2是示出邊緣增強處理部的詳細的結構的圖。
[0010]圖3是分別示出第I頻帶和第2頻帶的圖。
[0011]圖4是示出包含本發(fā)明一個實施方式的拍攝方法的數(shù)字相機的主要動作的流程圖。
[0012]圖5是示出鏡頭MTF特性信息的一例的圖。
[0013]圖6是示出第I頻帶校正增益G_fl(F)的特性的例子的曲線圖。
[0014]圖7是示出校正表的例子的圖。
[0015]圖8是針對顯影處理而示出的流程圖。
[0016]圖9A是示出相對于F值的變化的圖像的一般的分辨率劣化的圖。
[0017]圖9B是示出僅提取特定的頻率成分并進行了與F值對應的邊緣增強處理的情況下的圖像的分辨率的變化的圖。
[0018]圖1OA是示出通過本發(fā)明一個實施方式的方法而計算的增益校正量的例子的圖。
[0019]圖1OB是示出通過本發(fā)明一個實施方式的方法進行了邊緣增強處理的情況下的圖像的分辨率的變化的圖。
【具體實施方式】
[0020]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0021]圖1是示出作為本發(fā)明一個實施方式的拍攝裝置的一例的數(shù)字相機的結構的框圖。圖1所示的數(shù)字相機I是鏡頭更換式的數(shù)字相機。然而，不是必須為鏡頭更換式的數(shù)字相機，也可以是鏡頭一體式的數(shù)字相機。
[0022]圖1所示的數(shù)字相機I具有更換式鏡頭100和相機主體200。更換式鏡頭100構成為可相對于相機主體200自由拆裝。在相機主體200上安裝了更換式鏡頭100的情況下，更換式鏡頭100與相機主體200連接成可自由通信。由此，更換式鏡頭100成為能夠根據(jù)相機主體200的控制進行動作的狀態(tài)。
[0023]更換式鏡頭100具有攝影鏡頭102、光圈104、驅動器106、微型計算機108和閃存110。
[0024]攝影鏡頭102是用于使來自未圖示的被攝體的光束會聚到相機主體200內的攝像元件204上的光學系統(tǒng)。該攝影鏡頭102也可以具有對焦鏡頭和變焦鏡頭等多個鏡頭。
[0025]光圈104構成為可自由開閉，對經由攝影鏡頭102入射的光束的量進行調整。驅動器106具有電機等。該驅動器106根據(jù)微型計算機108的控制，將攝影鏡頭102內的對焦鏡頭和變焦鏡頭在其光軸方向上進行驅動，或者驅動光圈104開閉。
[0026]當更換式鏡頭100被安裝在相機主體200上時，微型計算機108經由接口(I/F)112與相機主體200內的微型計算機230連接成可自由通信。該微型計算機108依照來自微型計算機230的控制使驅動器106進行驅動。此外，微型計算機108經由I/F112將閃存110中所存儲的更換式鏡頭100的鏡頭信息等與微型計算機230進行通信。
[0027]閃存110存儲有攝影鏡頭102的像差信息等鏡頭信息和用于執(zhí)行更換式鏡頭100的動作所需要的程序等。這里，本實施方式的閃存110還存儲有鏡頭頻率(鏡頭MTF)特性信息作為鏡頭信息。鏡頭MTF特性信息例如是通過鏡頭MTF值(％ )來提供的，該鏡頭MTF值(％)由對空間頻率的響應(通過攝影鏡頭的前后的圖像信號的對比度)來示出。在本實施方式中，對應于可針對攝影鏡頭102設定的光圈104的各個光圈值(F值)，預先取得這樣的鏡頭MTF特性信息。
[0028]相機主體200具有機械快門202、攝像元件204、模擬處理部206、模擬/數(shù)字(A/D)轉換部208、總線210、SDRAM212、AE處理部214、AF處理部216、圖像處理部218、監(jiān)視器驅動器220、監(jiān)視器222、圖像壓縮解壓縮部224、存儲器接口(I/F)226、記錄介質228、微型計算機230、操作部232和閃存234。
[0029]機械快門202構成為可自由移動，以使得攝像元件204的光電轉換面成為遮光狀態(tài)或曝光狀態(tài)。通過使該機械快門202移動來調整攝像元件204的曝光時間。
[0030]攝像元件204具有光電轉換面，用于使經由攝影鏡頭102被會聚的來自被攝體的光束成像。光電轉換面是將多個像素配置成二維狀而構成的。此外，在光電轉換面的光入射側設有濾色片。這樣的攝像元件204將與在光電轉換面上成像的光束對應的像(被攝體像)轉換成與其光量對應的電信號(以下稱作圖像信號)并輸出。
[0031]這里，攝像元件204已知有(XD方式和CMOS方式等各種結構的攝像元件。此外，濾色片的顏色排列也已知有拜耳排列等各種排列。本實施方式中，攝像元件204的結構不限于特定的結構，可以使用各種結構的攝像元件。此外，攝像元件204也可以具有以電子方式控制曝光時間的電子快門功能。
[0032]模擬處理部206對由攝像元件204得到的圖像信號實施⑶S (相關雙采樣)處理和AGC (自動增益控制)處理等模擬處理。A/D轉換部208將在模擬處理部206中被模擬處理后的圖像信號轉換為數(shù)字信號(以下，稱作RAW圖像數(shù)據(jù))。這里，RAW圖像數(shù)據(jù)是實施圖像處理部218中的圖像處理以前的“原始的”圖像數(shù)據(jù)。
[0033]總線210是用于傳輸在相機主體200的內部產生的各種數(shù)據(jù)的傳輸路徑。SDRAM212是用于暫時存儲在相機主體200內部產生的各種數(shù)據(jù)的存儲部。該SDRAM212還作為圖像處理部218中的圖像處理時的緩沖存儲器而被使用。
[0034]AE處理部214使用圖像數(shù)據(jù)(例如RAW圖像數(shù)據(jù))計算被攝體亮度。被攝體亮度不僅可以根據(jù)圖像數(shù)據(jù)來計算，也可以通過例如專用的測光傳感器進行測定。AF處理部216從圖像數(shù)據(jù)(例如RAW圖像數(shù)據(jù))中取出高頻成分的信號，對取出的高頻成分的信號進行累計，取得AF用的對焦評價值。
[0035]圖像處理部218對RAW圖像數(shù)據(jù)進行各種圖像處理，生成記錄用圖像數(shù)據(jù)或顯示用圖像數(shù)據(jù)。記錄用圖像數(shù)據(jù)或顯示用圖像數(shù)據(jù)的圖像處理參數(shù)不同。
[0036]本實施方式中的圖像處理部218至少具有同時化處理部2181、邊緣增強處理部2182、降噪處理部2183。圖像處理部218也可以具有對圖像的顏色平衡進行校正的白平衡校正部、對圖像的亮度特性進行轉換的亮度特性轉換部、對圖像的顏色再現(xiàn)進行調整的顏色再現(xiàn)處理部這樣的一般的處理模塊。
[0037]同時化處理部2181將與拜耳排列對應地經由攝像元件204輸出的RAW圖像數(shù)據(jù)等這樣的I個像素與I個顏色成分對應的圖像數(shù)據(jù)，轉換成I個像素與多個顏色成分對應的RGB圖像數(shù)據(jù)。作為校正部的一例而發(fā)揮作用的邊緣增強處理部2182實施從RGB圖像數(shù)據(jù)中提取多個頻率成分信號(邊緣信號)并對提取出的各個邊緣信號的頻率特性進行校正的處理。在后面詳細說明邊緣增強處理部2182。降噪處理部2183使用核心化(- 7 U> 7)處理等來除去RGB圖像數(shù)據(jù)中的噪聲成分。
[0038]監(jiān)視器驅動器220根據(jù)監(jiān)視器222的顯示尺寸，對圖像處理部218中得到的顯示用圖像數(shù)據(jù)或者通過圖像壓縮解壓縮部224對記錄用圖像數(shù)據(jù)進行解壓縮而得到的顯示用圖像數(shù)據(jù)進行尺寸調整，將進行了尺寸調整后的顯示用圖像數(shù)據(jù)轉換為影像信號并輸出到監(jiān)視器222。監(jiān)視器222例如是液晶顯示器(IXD)。該監(jiān)視器222顯示基于從監(jiān)視器驅動器220輸入的影像信號的圖像。
[0039]在圖像記錄時，圖像壓縮解壓縮部224對通過圖像處理部218中的圖像處理得到的記錄用圖像數(shù)據(jù)實施JPEG形式或TIFF形式等的靜態(tài)圖像壓縮處理或者MPEG形式或H.264形式等的動態(tài)圖像壓縮處理。此外，在圖像再現(xiàn)時，圖像壓縮解壓縮測部224對實施了壓縮處理的記錄用圖像數(shù)據(jù)實施解壓縮處理。
[0040]存儲器I/F226是用于微型計算機230等存取記錄介質228的接口。記錄介質228是例如可在相機主體200上自由拆裝的存儲卡。該記錄介質228記錄圖像文件等。圖像文件是在由圖像壓縮解壓縮部224壓縮后的記錄用圖像數(shù)據(jù)中附加了頭部信息的文件。記錄介質228也可以被固定在相機主體200上(也可以不能拆裝)。
[0041]微型計算機230總括地控制機械快門202、攝像元件204、監(jiān)視器驅動器220這樣的相機主體200的各部的動作。此外，微型計算機230還使用由AE處理部214運算出的被攝體亮度來進行AE處理，或使用由AF處理部216運算出的AF評價值來進行AF處理。此夕卜，在安裝有更換式鏡頭100時，微型計算機230還控制更換式鏡頭100的動作。此外，本實施方式中的微型計算機230還具有作為校正量計算部的功能，還計算作為邊緣增強處理部2182中的邊緣信號的校正量的增益校正量。
[0042]操作部232是由用戶操作的各種操作部件。本實施方式的操作部232例如具有釋放按鈕、動態(tài)圖像按鈕、再現(xiàn)按鈕、菜單按鈕、電源按鈕。這里，這些按鈕也可以構成為通過觸摸面板來操作一部分或者全部的虛擬操作部。
[0043]釋放按鈕具有第I釋放開關和第2釋放開關這2級開關。在釋放按鈕被半按下，第I釋放開關被接通的情況下，微型計算機230執(zhí)行AF處理等拍攝準備處理。此外，在釋放按鈕被全按下，第2釋放開關被接通的情況下，微型計算機230執(zhí)行用于靜態(tài)圖像記錄的拍攝處理。動態(tài)圖像按鈕對微型計算機230指示動態(tài)圖像拍攝的執(zhí)行。在動態(tài)圖像按鈕被按下的情況下，微型計算機230開始動態(tài)圖像拍攝。此外，在動態(tài)圖像記錄處理的執(zhí)行過程中動態(tài)圖像按鈕被按下的情況下，微型計算機230結束動態(tài)圖像拍攝。菜單按鈕是用于指示菜單畫面的顯示的操作部。在菜單畫面上，用戶能夠變更相機主體200的各種設定。再現(xiàn)按鈕是用于對微型計算機230指示靜態(tài)圖像文件或動態(tài)圖像文件的再現(xiàn)的操作部。電源按鈕是用于指示相機主體200的電源接通或斷開的操作部。
[0044]閃存234存儲有作為圖像處理部218的動作所需的參數(shù)等這樣的相機主體200的動作所需的各種參數(shù)。此外，閃存234還存儲有由微型計算機230執(zhí)行的各種程序。這里，本實施方式的閃存234還存儲有攝像元件204的像素間距(像素間的距離。單位例如是毫米)的信息。微型計算機230使用像素間距信息和鏡頭MTF特性信息來計算邊緣增強處理部2182中的邊緣增強處理時的增益校正量。后面詳細說明該增益校正量的計算。
[0045]圖2是示出邊緣增強處理部2182的詳細結構的圖。如圖2所示，邊緣增強處理部2182具有第I頻帶邊緣提取部2182a、第I頻帶增益校正部2182b、第I頻帶邊緣分離部2182c、第I頻帶合成部2182d、第2頻帶邊緣提取部2182e、第2頻帶增益校正部2182f、第2頻帶邊緣分離部2182g、第2頻帶合成部2182h。圖2所示的邊緣增強處理部2182將RGB圖像數(shù)據(jù)分為高頻成分和低頻成分，對各個頻率成分使用不同的校正增益進行校正。
[0046]第I頻帶邊緣提取部2182a例如由帶通濾波器構成，提取所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中的與第I頻帶對應的邊緣信號。第I頻帶增益校正部2182b對由第I頻帶邊緣提取部2182a提取出的邊緣信號進行增加由微型計算機230指示的第I頻帶校正增益的校正。后面詳細說明第I頻帶校正增益。第I頻帶邊緣分離部2182c從所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中減去由第I頻帶邊緣提取部2182a提取出的邊緣信號，由此得到去除了該邊緣信號的RGB圖像數(shù)據(jù)。第I頻帶合成部2182d將第I頻帶增益校正部2182b的輸出和第I頻帶邊緣分離部2182c的輸出進行合成(相加)。
[0047] 第2頻帶邊緣提取部2182e例如由帶通濾波器構成，提取從第I頻帶合成部2182d輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中的與第2頻帶對應的邊緣信號。第2頻帶增益校正部2182f對由第2頻帶邊緣提取部2182e提取出的邊緣信號進行增加由微型計算機230指示的第2頻帶校正增益的校正。后面詳細說明第2頻帶校正增益。第2頻帶邊緣分離部2182g從輸入自第I頻帶合成部2182d的RGB圖像數(shù)據(jù)中減去由第2頻帶邊緣提取部2182e提取出的邊緣信號，由此得到去除了該邊緣信號的RGB圖像數(shù)據(jù)。第2頻帶合成部2182h將第2頻帶增益校正部2182f的輸出和第2頻帶邊緣分離部2182g的輸出進行合成(相加)。
[0048]圖3是分別示出了第I頻帶和第2頻帶的圖。圖3的橫軸是所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)的空間頻率。這里，通過奈奎斯特頻率將圖3的橫軸所示的空間頻率進行了歸一化。此外，圖3的縱軸是從RGB圖像數(shù)據(jù)提取的邊緣信號的值。如圖3所示，第I頻帶fl是頻率比第2頻帶f2高的頻帶。這里，第I頻帶Π和第2頻帶f2的值例如是在相機設計時被預先設定的。
[0049]以下，對上述的數(shù)字相機的動作進行說明。圖4是示出包含本實施方式的拍攝方法的數(shù)字相機的主要動作的流程圖。圖4的動作例如在圖1所示的數(shù)字相機的電源被接通時進行。
[0050]在數(shù)字相機的電源接通后，微型計算機230從更換式鏡頭100的閃存110讀入包含鏡頭MTF特性信息的鏡頭信息(步驟S101)。圖5是鏡頭MTF特性信息的一例。如圖5所示，鏡頭MTF特性信息是按照每個光圈值(F值)存儲相對于空間頻率(線對(LP) /mm)的變化的鏡頭MTF值(％ )的表信息。
[0051]接著，微型計算機230從閃存234讀入像素間距信息(步驟S102)。
[0052]讀入鏡頭MTF特性信息和像素間距信息后，微型計算機230使用所讀入的鏡頭MTF特性信息和像素間距信息來計算用于邊緣增強處理的校正表(步驟S103)。
[0053]以下，說明校正表的計算方法的例子。首先，當設像素間距(mm)為P時，通過以下的(式I)來計算圖3所示的第I頻帶fl的峰值頻率ql (LP/mm)和第2頻帶f2的峰值頻率 q2 (LP/mm)ο
[0054]ql = fl/ (2XP)
[0055]q2 = f2/ (2XP)(式 I)
[0056]接著，根據(jù)圖5中示出的鏡頭MTF特性信息取得與每個F值的ql和q2的空間頻率相應的鏡頭MTF值(％)。如圖5所示，鏡頭MTF特性信息成為空間頻率與F值的函數(shù)。因此，以下將與ql對應地取得的鏡頭MTF值表記為M(ql，F(xiàn))，將與q2對應地取得的鏡頭MTF值表記為M(q2，F(xiàn))。括弧的中的F是F值。
[0057]另外，在圖5中存儲的空間頻率的值與ql或q2的空間頻率的值不一致的情況下，根據(jù)與ql或q2附近的可參照的空間頻率對應的鏡頭MTF值，來計算與ql或q2對應的鏡頭MTF值。該計算方法例如可以是附近的可參照的空間頻率之間的線性插值。
[0058]在取得M(ql，F(xiàn))和M(q2，F(xiàn))后，計算邊緣增強處理中的校正增益。這里，主要說明對第I頻帶增益校正部2182b設定的第I頻帶校正增益G_fl (F)的計算方法。
[0059]首先，在M (ql，F(xiàn))比鏡頭MTF值的閾值M_TH高的情況下，根據(jù)鏡頭MTF值M (ql，F(xiàn))和基準F值H)時的鏡頭MTF值M(ql，F(xiàn)0)的比值來計算第I頻帶校正增益G_fl (F)。具體而言，如以下的(式2)進行計算。
[0060]G_fl(F) = M(ql,F0)/M(ql,F)(式 2)
[0061]這里，閾值M_TH (O < M_TH < M(ql, F0))是例如在數(shù)字相機設計時通過實驗等被設定并存儲在閃存234中的值，是被認為沒有圖像的分辨率的值。此外，基準F值H)是不需要基于邊緣增強處理的分辨率的校正的F值。由圖5可知，一般而言，當減小F值(增大光圈直徑)時，鏡頭MTF值增大。這表示分辨率的劣化變小，該情況下，不需要基于邊緣增強處理的分辨率的校正。因此，作為基準F值H)，例如使用作為開放F值的H) = 2.8。
[0062]此外，在M(ql，F(xiàn))比鏡頭MTF值的閾值M_TH低的情況下，根據(jù)以下的(式3)來計算第I頻帶校正增益G_fl (F)。
[0063]G_fl (F) = [ {M(ql, F0) /M_TH_Gmin} /M_TH] XM(ql, F) + Gmin (式 3)
[0064]這里，Gmin是完全沒有分辨率的劣化時的校正增益，是例如在數(shù)字相機設計時通過實驗等被設定并存儲在閃存234中的值。該Gmin是小于等于基準F值H)時的校正增益的值，是使此時的鏡頭MTF值與基準F值H)時的鏡頭MTF值M(ql，F(xiàn)0) —致的校正增益。另外，也可以將Gmin設為基準F值H)時(不需要校正的狀態(tài))的校正增益即1.0。
[0065]在圖6中用曲線圖示出由以上的(式2)和(式3)所示的第I頻帶校正增益G_f I (F)的特性。如圖6所示，在根據(jù)(式2)和(式3)計算出校正增益的情況下，在超過閾值M_TH的范圍內第I頻帶校正增益G_f I (F)呈曲線地變化，在小于等于閾值M_TH的范圍內第I頻帶校正增益G_f I (F)呈直線地變化。然而，這樣的校正增益的計算方法僅是一例。第I頻帶校正增益G_fl(F)也可以具有如下特性:在超過閾值M_TH的范圍內伴隨M(ql，F(xiàn))的增加而減小，在小于等于閾值M_TH的范圍內伴隨M(ql，F(xiàn))的增加而增加。
[0066]接著，對第2頻帶校正增益G_f2(F)的計算方法進行說明。對第2頻帶校正增益G_f2(F)僅進行(式2)的運算。這是因為第2頻帶是頻率比第I頻帶低的頻帶。
[0067]通過以上的運算得到圖7所示的校正表。如圖7所示，校正表是將F值與第I頻帶校正增SG_fl(F)和第2頻帶校正增益G_f2 (F)關聯(lián)起來的表信息。在計算出校正表后，微型計算機230將計算出的校正表存儲在例如SDRAM212中。
[0068]此處再次返回圖4的說明。在計算出校正表后，微型計算機230判定是否操作部232的釋放按鈕被用戶半按下，釋放按鈕的狀態(tài)從斷開(OFF)狀態(tài)轉移到第I釋放開關的接通(ON)狀態(tài)(步驟S104)。
[0069]在步驟S104中判定為釋放按鈕的狀態(tài)轉移到第I釋放開關的接通狀態(tài)的情況下，微型計算機230進行AF處理(步驟S105)。在AF處理中，微型計算機230通過AF處理部216取得對焦評價值。然后，微型計算機230通過由AF處理部216取得的對焦評價值來評價對比度，并且指示微型計算機108每次以微小量來逐次驅動攝影鏡頭102的對焦鏡頭。
[0070]然后，微型計算機230向微型計算機108指示在對比度成為最大的時刻停止對焦鏡頭的驅動。這樣的AF處理是所謂對比度方式的AF處理。作為AF處理，也可以使用相位差AF處理。
[0071]接著，微型計算機230判定數(shù)字相機的電源是否被斷開(步驟S106)。在步驟S106中判定為數(shù)字相機的電源未被斷開的情況下，微型計算機230執(zhí)行步驟S104以后的處理。另一方面，在步驟S106中判定為數(shù)字相機的電源被斷開的情況下，微型計算機230結束圖4的處理。
[0072]在步驟S104中判定為釋放按鈕的狀態(tài)未轉移到第I釋放開關的打開狀態(tài)的情況下，微型計算機230判定是否操作部232的釋放按鈕被用戶全部按下，釋放按鈕的狀態(tài)成為第2釋放開關的接通狀態(tài)(步驟S107)。
[0073]在步驟S107中判定為釋放按鈕的狀態(tài)是第2釋放開關的接通狀態(tài)的情況下，微型計算機230進行AE處理(步驟S108)。在AE處理中，微型計算機230通過AE處理部214計算被攝體亮度。然后，微型計算機230根據(jù)由AE處理部214計算出的被攝體亮度來確定執(zhí)行拍攝處理時的ISO感光度、F值、快門速度。
[0074]接著，微型計算機230執(zhí)行拍攝處理(步驟S109)。因此，微型計算機230根據(jù)通過AE處理確定的ISO感光度來設定模擬處理部206中的增益控制量(放大率)，并且將通過AE處理確定的F值發(fā)送到微型計算機108。然后，微型計算機230與基于微型計算機108的控制的光圈104的驅動同步地，使機械快門202按照通過AE處理確定的快門速度而動作，來控制攝像元件204的曝光量。通過這樣的拍攝處理將RAW圖像數(shù)據(jù)存儲在SDRAM212中。
[0075]在執(zhí)行拍攝處理后，微型計算機230通過圖像處理部218對作為拍攝的結果而存儲在SDRAM212中的RAW圖像數(shù)據(jù)進行顯影處理(步驟S110)。后面詳細說明顯影處理。
[0076]在顯影處理后，微型計算機230通過圖像壓縮解壓縮部224對作為顯影處理的結果而存儲在SDRAM212中的RGB圖像數(shù)據(jù)進行壓縮處理(JPEG壓縮處理)(步驟S111)。然后，微型計算機230從SDRAM212讀出由圖像壓縮解壓縮部224壓縮后的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)(RGB圖像數(shù)據(jù))，對讀出的靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)附加規(guī)定的頭部信息，生成靜態(tài)圖像文件，將生成的靜態(tài)圖像文件記錄在記錄介質228中(步驟S112)。然后，微型計算機230使處理轉移到步驟S106。
[0077]在步驟S107中判定為釋放按鈕的狀態(tài)并非第2釋放開關的接通狀態(tài)的情況下，微型計算機230進行實時取景顯示(步驟S113)。然后，微型計算機230使處理轉移到步驟Sioeo在實時取景顯示的處理中，微型計算機230執(zhí)行使用實時取景顯示用的電子快門的拍攝處理。在執(zhí)行了使用電子快門的拍攝處理后，微型計算機230使圖像處理部218對通過拍攝處理而存儲在SDRAM212中的RAW圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理。然后，微型計算機230指示監(jiān)視器驅動器220對作為圖像處理的結果而存儲在SDRAM212中的顯示用圖像數(shù)據(jù)進行顯示。監(jiān)視器驅動器220接收到該指示，從SDRAM212讀出顯示用圖像數(shù)據(jù)，將讀出的顯示用圖像數(shù)據(jù)轉換為影像信號并輸出到監(jiān)視器222。監(jiān)視器222根據(jù)該影像信號對圖像進行再現(xiàn)。通過這樣的實時取景顯示，用戶能夠使用監(jiān)視器222進行構圖的確認等。
[0078]圖8是針對顯影處理而示出的流程圖。在圖8中，同時化處理部2181進行同時化處理(步驟S201)。在同時化處理中，同時化處理部2181使用插值處理對RAW圖像數(shù)據(jù)進行同時化。由此，將I個像素具有RGB中的I個顏色成分的RAW圖像數(shù)據(jù)轉換為I個像素具有RGB3個顏色成分的RGB圖像數(shù)據(jù)。這里，如果RAW圖像數(shù)據(jù)不是拜耳排列等這樣的I個像素具有I個顏色成分的圖像數(shù)據(jù)，則不需要同時化處理。
[0079]在同時化處理后，微型計算機230取得通過拍攝緊前面的AE處理所確定的F值(步驟S202)。然后，微型計算機230根據(jù)取得的F值來計算校正增益(步驟S203)。在該處理中，微型計算機230從如圖7所示那樣得到的校正表中取得與所取得的F值對應的第I頻帶校正增益G_f I (F)和第2頻帶校正增益G_f2 (F)。然后，微型計算機230將第I頻帶校正增益G_fl (F)輸入到邊緣增強處理部2182的第I頻帶增益校正部2182b，將第2頻帶校正增益G_f2 (F)輸入到第2頻帶增益校正部2182f。
[0080]邊緣增強處理部2182被輸入校正增益后，進行邊緣增強處理(步驟S204)。
[0081]作為邊緣增強處理，第I頻帶邊緣提取部2182a取得所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中的第I頻帶的邊緣信號。第I頻帶增益校正部2182b將由第I頻帶邊緣提取部2182a提取出的第I頻帶的邊緣信號增加由微型計算機230指示的第I頻帶校正增益G_fl (F)，并輸入到第I頻帶合成部2182d。此外，第I頻帶邊緣分離部2182c將從所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中去除了由第I頻帶邊緣提取部2182a提取出的邊緣信號后得到的RGB圖像數(shù)據(jù)，輸入到第I頻帶合成部2182d。第I頻帶合成部2182d將由第I頻帶增益校正部2182b得到的第I頻帶的校正邊緣信號與原來的RGB圖像數(shù)據(jù)相加(合成)。這樣，校正了 RGB圖像數(shù)據(jù)中的第I頻帶的成分的頻率特性。
[0082]此外，第2頻帶邊緣提取部2182e提取從第I頻帶合成部2182d輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中的第2頻帶的邊緣信號。第2頻帶增益校正部2182f將由第2頻帶邊緣提取部2182e提取出的第2頻帶的邊緣信號增加由微型計算機230指示的第2頻帶校正增益G_f2 (F)，并輸入到第2頻帶合成部2182h。此外，第2頻帶邊緣分離部2182g將從所輸入的RGB圖像數(shù)據(jù)中去除了由第2頻帶邊緣提取部2182e提取出的邊緣信號后得到的RGB圖像數(shù)據(jù)，輸入到第2頻帶合成部2182h。第2頻帶合成部2182h將由第2頻帶增益校正部2182f得到的第2頻帶的校正邊緣信號與原來的RGB圖像數(shù)據(jù)相加(合成)。這樣，校正了 RGB圖像數(shù)據(jù)中的第2頻帶的成分的頻率特性。
[0083]這里，圖2中所示的邊緣增強處理部2182依次進行對作為高頻的頻帶的第I頻帶的RGB圖像數(shù)據(jù)的處理、和對作為低頻的頻帶的第2頻帶的RGB圖像數(shù)據(jù)的處理。也可以將邊緣增強處理部2182構成為，能夠并列地進行對第I頻帶的RGB圖像數(shù)據(jù)的處理和對作為低頻的頻帶的第2頻帶的RGB圖像數(shù)據(jù)的處理。
[0084]在邊緣增強處理后，降噪處理部2183進行降噪處理(步驟S205)。在降噪處理中，降噪處理部2183例如對進行了邊緣增強處理后的RGB圖像數(shù)據(jù)進行頻率分解，根據(jù)頻率實施核心化處理等，降低圖像中的噪聲成分。在降噪處理后，降噪處理部2183將進行了降噪處理后的RGB圖像數(shù)據(jù)作為記錄用圖像數(shù)據(jù)存儲在SDRAM212中。由此，圖8的處理結束。
[0085]如以上說明的那樣，在本實施方式中，進行將圖像數(shù)據(jù)分為高頻成分和低頻成分，并以不同的校正增益來校正各個成分的邊緣增強處理，以改善鏡頭MTF值的降低而引起的圖像的分辨率劣化。由此，即使在拍攝時的光圈直徑的變化較大的情況下，也能夠適當?shù)貙D像的分辨率劣化進行校正。[0086]以下，對本實施方式的效果進一步說明。圖9A是示出相對于F值的變化的圖像的一般的分辨率劣化(鏡頭MTF值的變化)的圖。
[0087]如圖9A所示，高頻成分的鏡頭MTF值在F值較小(光圈直徑較大)的范圍A中隨著F值增加(光圈直徑縮小)而逐漸減小。與此相對，低頻成分的鏡頭MTF值在F值變化的情況下也基本不變化。
[0088]另一方面，如圖9A所示，在某種程度上F值較大(光圈直徑較小)的范圍B中，高頻成分的鏡頭MTF值基本成為零。這表示由于衍射極限而失去了高頻成分。與此相對，低頻成分的鏡頭MTF值隨著F值增加(光圈直徑縮小)而逐漸減小。
[0089]這里，考慮僅提取某個特定的頻率成分，進行與F值對應的邊緣增強處理。
[0090]例如，在進行僅校正高頻成分的邊緣增強處理的情況下，針對F值較小(光圈直徑較大)的范圍的分辨率劣化，能夠如圖9B所示那樣正確地進行校正。然而，在F值較大(光圈直徑較小)的范圍內，由于高頻成分基本消失，因此如圖9B所示，通過邊緣增強處理僅增加了噪聲。
[0091]相反，在進行僅校正低頻成分的邊緣增強處理的情況下，不會出現(xiàn)在F值較大(光圈直徑較小)的范圍內僅增加噪聲的情況。另一面，有可能會對F值較小(光圈直徑較大)的范圍的高頻成分的分辨率的劣化校正得不徹底。
[0092]與此相對，在本實施方式中，通過判定鏡頭MTF值是否比閾值M_TH高來判定當前的F值處于范圍A還是處于范圍B。而且，如圖1OA所示，對于高頻成分，在鏡頭MTF值小于等于閾值M_TH這樣的F值較小的范圍A內，隨著F值變大而增大增益校正量，在鏡頭MTF值超過閾值M_TH這樣的F值在某個程度上較大的范圍B內，隨著F值變大而減小增益校正量。由此，如圖1OB所示，能夠校正F值較小的范圍中的高頻成分的分辨率劣化，并且抑制F值較大的范圍中的噪聲的產生。
[0093]另一方面,對于低頻成分,在F值在某個程度上較大的范圍B內，隨著F值變大而增大增益校正量。由此，如圖1OB所示，還能夠校正在F值較大的范圍中的伴隨F值增加的低頻成分的分辨率劣化。
[0094]這樣，在本實施方式中，即使在拍攝時的光圈直徑的變化較大的情況下，也能夠適當?shù)貙D像的分辨率劣化進行校正。
[0095]這里，在本實施方式中，將從圖像數(shù)據(jù)提取的頻率成分分為高頻成分和低頻成分這2個成分，但是，也可以提取3個成分以上的頻率成分，并對各個頻率成分進行不同的邊緣增強處理。
[0096]此外，在上述的實施方式中，說明了對安裝更換式鏡頭的數(shù)字相機中的分辨率劣化進行校正的例子。這里，在鏡頭一體式的數(shù)字相機的情況下，鏡頭MTF特性信息可在設計時得到。因此，能夠在設計時預先計算校正表。如果將該校正表預先存儲在例如閃存234中，則不需要在拍攝時重新計算校正表。即，能夠省略圖4的步驟S103的處理。
[0097]此外，在上述的實施方式中，說明了對RGB圖像數(shù)據(jù)實施邊緣增強處理的例子。與此相對，也可以是，進行將RGB圖像數(shù)據(jù)分離為亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)的處理，然后對亮度數(shù)據(jù)實施邊緣增強處理。
[0098]本領域技術人員很容易能夠想起其他優(yōu)點和變形例。因此，本發(fā)明的更廣的方面不限于這里給出和描述的具體細節(jié)和代表性實施例。因此，可以在不脫離如用所附權利要求及它們的等同例定義的一般發(fā)明概念的精神或范圍的情況下進行各種變形。
【權利要求】
1.一種拍攝裝置，其能夠校正圖像的分辨率劣化，該拍攝裝置具有: 攝像元件，其經由攝影鏡頭拍攝被攝體，而取得圖像信號； 校正量計算部，其分別計算針對所述圖像信號的多個頻率成分的校正量，該校正量與所述攝影鏡頭的拍攝時的光圈值對應；以及 校正部，其根據(jù)計算出的所述校正量來校正所述多個頻率成分的圖像信號的頻率特性。
2.根據(jù)權利要求1所述的拍攝裝置，其中， 所述校正量計算部根據(jù)與能夠在所述攝影鏡頭中設定的各個光圈值對應而設定的鏡頭頻率特性信息和所述攝像元件的像素間距信息，計算針對所述多個頻率成分中的每個頻率成分的校正量。
3.根據(jù)權利要求2所述的拍攝裝置，其中， 所述攝影鏡頭構成為能夠在該拍攝裝置的主體上自由拆裝，是具有存儲所述鏡頭頻率特性信息的存儲器的更換式鏡頭， 所述拍攝裝置還具有存儲所述攝像元件的像素間距信息的存儲器。
4.根據(jù)權利要求1所述的拍攝裝置，其中， 所述攝影鏡頭構成為與該拍攝裝置的主體為一體式， 所述校正量計算部還具有存儲預先計算出的所述校正量的存儲器。
5.根據(jù)權利要求2所述的拍攝裝置，其中， 所述多個頻率成分是高頻成分和低頻成分， 所述校正量計算部以如下方式計算所述校正量:針對所述高頻成分，在所述光圈值大于由鏡頭頻率特性信息確定的規(guī)定的值的范圍內，隨著所述光圈值增大而減小所述校正量，針對所述低頻成分，在所述光圈值大于所述規(guī)定的值的范圍內，隨著所述光圈值增大而增大所述校正量。
6.根據(jù)權利要求1所述的拍攝裝置，其中， 所述校正部從所述圖像信號中提取與多個頻率成分中的每個頻率成分對應的邊緣信號，根據(jù)計算出的對應的所述校正量，對該提取出的與各個頻率成分對應的邊緣信號進行信號校正，得到校正邊緣信號，使用各個校正邊緣信號來校正所述多個頻率成分的圖像信號的各個頻率特性。
7.一種拍攝方法，能夠校正圖像的分辨率劣化，該拍攝方法具有以下步驟: 利用攝像元件經由攝影鏡頭來拍攝被攝體，而取得圖像信號； 利用校正量計算部分別計算針對所述圖像信號的多個頻率成分的校正量，該校正量與所述攝影鏡頭的拍攝時的光圈值對應；以及 利用校正部根據(jù)計算出的所述校正量來校正所述多個頻率成分的圖像信號的頻率特性。
【文檔編號】H04N5/232GK103916594SQ201410004876
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2013年1月7日
【發(fā)明者】味戶剛幸 申請人:奧林巴斯映像株式會社