圖像處理裝置、攝像裝置、圖像處理方法、圖像處理程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理裝置、攝像裝置、圖像處理方法、圖像處理程序。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，伴隨著CO)(Charge Coupled Device，電荷親合裝置）圖像傳感器、 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像傳感 器等固體攝像元件的高分辨率化，數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、移動電話機、PDA (Personal Digital Assistant，便攜信息終端）等具有攝影功能的信息設(shè)備的需求正急劇增加。此外， 將以上那樣的具有攝像功能的信息設(shè)備稱為攝像裝置。
[0003] 在使焦點對準(zhǔn)到主要的被攝體的對焦控制方法中，存在對比度AF(Auto Focus，自 動對焦）方式、相位差A(yù)F方式。相位差A(yù)F方式與對比度AF方式相比，能夠更加高速、高精 度地進行對焦位置的檢測，所以在各種攝像裝置中較多地采用。
[0004] 作為在通過相位差A(yù)F方式進行對焦控制的攝像裝置中搭載的固體攝像元件，例 如，使用在攝像區(qū)域的整個面離散地設(shè)置了遮光膜開口相互向反方向離心的相位差檢測用 的像素對的元件（參照專利文獻1、2)。
[0005] 關(guān)于該相位差檢測用的像素，由于遮光膜開口的面積小于其他通常的像素，所以 不足以將其輸出信號用作攝像圖像信號。因此，需要校正相位差檢測用的像素的輸出信號。
[0006] 專利文獻1、2公開了將使用相位差檢測用的像素周圍的通常的像素的輸出信號 來插值生成該相位差檢測用的像素的輸出信號的插值校正處理以及對相位差檢測用的像 素的輸出信號進行增益放大并校正的增益校正處理并用的攝像裝置。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開2012-4729號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2010-62640號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的課題
[0012] 在上述的增益校正處理中，需要求出乘到相位差檢測用的像素的輸出信號的增益 值。作為該增益值的生成方法，存在根據(jù)對基準(zhǔn)圖像進行攝像而得到的圖像信號來事先生 成的方法以及根據(jù)通過實時取景圖像顯示用的攝像而得到的圖像信號來實時地生成的方 法。
[0013] 然而，在上述任一種方法中，都由于被攝體的圖案、噪聲、或者混色等而在相位差 檢測用的像素的輸出信號中產(chǎn)生偏差。
[0014] 在增益校正處理中使用的增益值并非針對每個攝影條件，針對每個相位差檢測用 像素單獨地生成，而是針對分割攝像元件的受光面而得到的每個方塊而生成代表性的值。 針對每個該方塊而生成的增益值是近似的值，所以有時在增益校正處理后的相位差檢測用 像素的輸出、與該相位差檢測用像素周邊的攝影用像素的輸出之間產(chǎn)生不自然的差。
[0015] 特別是，在根據(jù)實時取景圖像顯示用的圖像信號來求出在增益校正處理中使用的 增益值的情況下，例如，有可能在相位差檢測用像素與通常像素之間存在明暗差。即，由于 方塊內(nèi)的實時取景圖像的圖像圖案而影響增益值，所以產(chǎn)生增益值的偏差。然后，相位差檢 測用像素的信號值的增益校正處理后的值根據(jù)原本的相位差檢測用像素的信號值的偏差 與增益值的偏差之積而發(fā)生偏差。根據(jù)這樣的理由，增益校正處理后的輸出信號值有時從 所期望的值偏離。即，在增益校正處理的精度中產(chǎn)生了偏差。
[0016] 以往，即使在圖像的亮度、顏色急劇變化的邊緣的近處進行增益校正，增益校正后 的輸出信號值與其周邊的輸出信號值的差異也不明顯。
[0017] 但是，由于近年來的攝像元件的像素的微型化，增益校正后的輸出信號值、與周邊 的輸出信號值的差異變得明顯。特別是，在背面照射型的攝像元件中，混色的影響大，如果 混色多的話，則混色對增益值的影響變大，所以增益值的偏差也變大。
[0018] 另外，到目前為止，光圈與攝像元件分別都小，入射到攝像元件的光線角度緩和， 被攝體深度也變淺，所以能夠容許由增益值的偏差導(dǎo)致的畫質(zhì)劣化。但是，如果攝像元件大 型化，透鏡也變成光圈開放側(cè)，則光線角度變大，增益值的偏差也變大。因此，無法容許增益 校正后的輸出信號值與周邊的輸出信號值的差異。
[0019] 根據(jù)搭載光學(xué)低通濾波器的攝像裝置，空間高頻分量被切掉，所以上述的畫質(zhì)劣 化在一定程度上不容易變得明顯。但是，最近提出了無光學(xué)低通濾波器的攝像裝置，特別是 在這樣的攝像裝置中，增益值的偏差變大。
[0020] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種能夠提高相位差檢測用 的像素的輸出信號的校正精度而提高攝像畫質(zhì)的圖像處理裝置以及具備它的攝像裝置、圖 像處理方法、圖像處理程序。
[0021] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0022] 本發(fā)明的圖像處理裝置是對從包括多個攝像用像素以及多個相位差檢測用像素 的攝像元件輸出的攝像圖像信號進行處理的圖像處理裝置，上述圖像處理裝置具備：增益 校正處理部，進行增益校正處理，在該增益校正處理中，針對上述攝像圖像信號中包括的上 述相位差檢測用像素的輸出信號，對該輸出信號乘以增益值來進行校正；插值校正處理部， 進行插值校正處理，在該插值校正處理中，將上述攝像圖像信號中包括的上述相位差檢測 用像素的輸出信號置換成根據(jù)位于該相位差檢測用像素的周圍的檢測與該相位差檢測用 像素相同的顏色的上述攝像用像素的輸出信號而生成的信號來進行校正；以及圖像處理 部，通過上述增益校正處理部與上述插值校正處理部中的某一個來對上述攝像圖像信號中 包括的多個上述相位差檢測用像素的輸出信號分別進行校正，并將上述校正后的上述攝像 圖像信號記錄到記錄介質(zhì)中，當(dāng)在包括校正對象的上述相位差檢測用像素以及位于其周圍 的檢測與上述校正對象的相位差檢測用像素相同的顏色的多個上述攝像用像素的范圍內(nèi) 的該攝像用像素的輸出信號當(dāng)中，將最小值設(shè)為Smin，將最大值設(shè)為Smax，將從Smin中減 去第一值而得到的值設(shè)為TH1，將對Smax加上第二值而得到的值設(shè)為TH2,將通過上述增益 校正處理部來對上述校正對象的相位差檢測用像素的輸出信號進行校正而得到的信號值 設(shè)為Sc時，在Sc < TH1或者Sc > TH2的情況下，上述圖像處理部將通過上述插值校正處 理部來對上述校正對象的相位差檢測用像素的輸出信號進行校正而得到的信號記錄到上 述記錄介質(zhì)中，上述第一值與上述第二值是基于上述校正對象像素的輸出信號值與上述增 益值的值。
[0023] 本發(fā)明的攝像裝置具備上述圖像處理裝置以及上述攝像元件。
[0024] 本發(fā)明的圖像處理方法是對從包括多個攝像用像素以及多個相位差檢測用像素 的攝像元件輸出的攝像圖像信號進行處理的圖像處理方法，上述圖像處理方法具備圖像處 理步驟，在該圖像處理步驟中，針對通過上述攝像元件進行攝像而得到的攝像圖像信號中 包括的上述相位差檢測用像素的輸出信號，通過對該輸出信號乘以增益值來進行校正的增 益校正處理以及置換成根據(jù)位于該相位差檢測用像素的周圍的檢測與該相位差檢測用像 素相同的顏色的上述攝像用像素的輸出信號而生成的信號來進行校正的插值校正處理中 的某一個來進行校正，并將上述校正后的上述攝像圖像信號記錄到記錄介質(zhì)中，當(dāng)在包括 校正對象的上述相位差檢測用像素以及位于其周圍的檢測與上述校正對象的相位差檢測 用像素相同的顏色的多個上述攝像用像素的范圍內(nèi)的該攝像用像素的輸出信號當(dāng)中，將 最小值設(shè)為Smin，將最大值設(shè)為Smax，將從Smin中減去第一值而得到的值設(shè)為TH1，將對 Smax加上第二值而得到的值設(shè)為TH2,將通過上述增益校正處理部來對上述校正對象的相 位差檢測用像素的輸出信號進行校正而得到的信號值設(shè)為Sc時，在Sc<TH1或者Sc> TH2的情況下，在上述圖像處理步驟中，將通過上述插值校正處理部來對上述校正對象的相 位差檢測用像素的輸出信號進行校正而得到的信號記錄到上述記錄介質(zhì)中，上述第一值與 上述第二值是基于上述校正對象像素的輸出信號值與上述增益值的值。
[0025] 本發(fā)明的圖像處理程序是用于對從包括多個攝像用像素以及多個相位差檢測用 像素的攝像元件輸出的攝像圖像信號進行處理的圖像處理程序，上述圖像處理程序是用于 使計算機執(zhí)行圖像處理步驟的程序，在該圖像處理步驟中，針對通過上述攝像元件進