攝像裝置、攝像系統以及圖像處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及攝像裝置、攝像系統以及圖像處理方法
【背景技術】
[0002]普通的攝像裝置經由光學系統將被攝體的光學像成像于攝像元件上。在這種攝像裝置中，由于光學系統的特性，越接近攝像元件的周邊，越會產生成像于攝像元件上的光學像的光量的下降。此外，在這種攝像裝置中，越接近攝像元件的周邊，光學像的畸變越大。以往，為了校正攝像元件的周邊的光量下降而進行陰影校正，并為了校正由光學系統的特性引起的光學像的畸變而進行畸變校正。
[0003]這里，在使用陰影校正或畸變校正來校正畫質劣化時，有時在圖像的中心和周邊之間S/N特性會發生變化。對此，在日本特開號公報中提出了如下技術:根據在陰影校正等中使用的校正量來控制降噪的抑制水平，從而抑制圖像的中心與周邊之間的S/N特性的變化。

【發明內容】

[0004]搭載于攝像裝置的光學系統的小型化是攝像裝置領域中的較大課題之一。特別是，高倍率的光學系統在原理上容易大型化，所以期望盡可能的小型化。這里，在想要實現高倍率的光學系統的小型化的情況下，有可能無法通過該光學系統的焦距來確保足夠大小的像圈。像圈是指被攝體的光學像的有效成像區域，例如光量下降為一定值以內的攝像元件上的成像區域。
[0005]作為在無法確保足夠大小的像圈的情況下用于保持記錄圖像的清晰感的方法，考慮也將像圈的外側的區域的圖像在記錄中使用。但是，在像圈的外側的區域中，光量下降極端增大。即使使用在日本特開號公報的方法，也很難抑制由像圈的外側的極端的光量下降帶來的S/N特性的變化。
[0006]本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供一種即使在使用了無法確保足夠大小的像圈的小型光學系統的情況下也能夠良好地校正畫質劣化的攝像裝置、攝像系統以及圖像處理方法。
[0007]為了達成上述目的，本發明的第1方式的攝像裝置具有:光學系統，其焦距可變，且被攝體的光學像的有效成像區域即像圈的大小根據所述焦距的不同而不同；數據存儲部，其存儲表示所述焦距的值和所述像圈的大小的值之間的對應關系的數據;攝像部，其從經由所述光學系統成像于攝像元件上的所述光學像獲得圖像數據；以及圖像處理部，其根據表示所述對應關系的數據，對所述攝像部獲得的圖像數據中的與所述像圈的內側對應的圖像數據和與所述像圈的外側對應的圖像數據分別實施不同的圖像處理。
[0008]為了達成上述目的，本發明的第2方式的攝像系統具有更換鏡頭和攝像裝置，所述更換鏡頭具有:光學系統，其焦距可變，且被攝體的光學像的有效成像區域即像圈的大小根據所述焦距的不同而不同；鏡頭數據存儲部，其存儲表示所述焦距的值和所述像圈的大小的值之間的對應關系的數據；以及鏡頭接口部，其用于發送表示所述對應關系的數據，所述攝像裝置具有:攝像部，其從經由所述光學系統成像于攝像元件上的所述光學像獲得圖像數據;裝置接口部，其用于從所述鏡頭接口部接收表示所述對應關系的數據；以及圖像處理部，其根據由所述裝置接口部接收到的表示所述對應關系的數據，對所述攝像部獲得的圖像數據中的與所述像圈的內側對應的圖像數據和與所述像圈的外側對應的圖像數據分別實施不同的圖像處理。
[0009]為了達成上述目的，本發明的第3方式的圖像處理方法具有以下步驟:從經由光學系統成像于攝像部上的光學像獲得圖像數據，其中，該光學系統的焦距可變，且被攝體的所述光學像的有效成像區域即像圈的大小根據所述焦距的不同而不同；以及根據表示所述焦距的值與所述像圈的大小的值之間的對應關系的數據，對所述攝像部獲得的圖像數據中的與所述像圈的內側對應的圖像數據和與所述像圈的外側對應的圖像數據分別實施不同的圖像處理。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出本發明的各實施方式的攝像系統的整體結構的圖。
[0011]圖2A是示出光學系統的一例的結構的圖，且是示出焦距相當于廣角端的狀態的光學系統的圖。
[0012]圖2B是示出光學系統的一例的結構的圖，且是示出焦距相當于望遠端的狀態的光學系統的圖。
[0013]圖3是示出本發明的第1實施方式的數據處理的流程的功能框圖。
[0014]圖4是示出本發明的第1實施方式的攝像系統的詳細動作的流程圖。
[0015]圖5是用于說明攝影次數的設定的圖。
[0016]圖6A是示出陰影特性數據的例子的圖。
[0017]圖6B是示出本發明的第1實施方式的像高位置和合成比率之間的關系的圖。
[0018]圖7是示出像限的圖。
[0019]圖8是示出合成處理的流程圖。
[0020]圖9是示出本發明的第2實施方式的數據處理的流程的功能框圖。
[0021]圖10是示出本發明的第2實施方式的攝像系統的詳細動作的流程圖。
[0022]圖11是示出本發明的第2實施方式的像高位置和合成比率的關系的圖。
[0023]圖12是示出陰影特性數據的例子的圖。
[0024]圖13是示出本發明的第3實施方式的數據處理的流程的功能框圖。
[0025]圖14是示出降噪處理部2225c2的結構的圖。
[0026]圖15A是示出關注像素位于像圈的內側的情況下的搜索區域和比較像素權重的圖。
[0027]圖15B是示出關注像素位于像圈的外側的情況下的搜索區域和比較像素權重的圖。
[0028]圖16是示出本發明的第4實施方式的數據處理的流程的功能框圖。
[0029]圖17是示出像素相加處理的流程圖。
[0030]圖18A是示出陰影特性數據的例子的圖。
[0031]圖18B是示出第4實施方式的像素相加系數的設定例的第1圖。
[0032]圖18C是示出第4實施方式的像素相加系數的設定例的第2圖。
[0033]圖19是示出第4實施方式的像高位置和合成比率之間的關系的圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0035]【第1實施方式】
[0036]首先，對本發明的第1實施方式進行說明。圖1是示出本發明的各實施方式的攝像系統的整體結構的圖。圖1所示的攝像系統1具有更換鏡頭100和攝像裝置200。更換鏡頭100構成為能夠在攝像裝置200上拆裝。在將更換鏡頭100安裝于攝像裝置200的情況下，更換鏡頭100與攝像裝置200通信自如地連接。由此，更換鏡頭100成為能夠按照攝像裝置200的控制進行動作的狀態。
[0037]更換鏡頭100具有光學系統101、鏡頭驅動機構104、光圈驅動機構106、變焦環108、變焦位置檢測部11 ο、鏡頭控制部112和鏡頭安裝觸點114。
[0038]光學系統101是用于使來自未圖示的被攝體的光線成像于攝像元件206的攝像面上的光學系統。光學系統101具有攝影鏡頭1021和光圈1022。攝影鏡頭1021是焦距可變，且被設計為使像圈的大小隨著焦距的變化而變化的單個或多個鏡頭。具體而言，本實施方式的例子的攝影鏡頭1021被設計為，通過沿著用圖1的點劃線所示的光軸方向被驅動而使其焦距變化，且焦距相對越長像圈越小。光圈1022構成為開閉自如，調整經由攝影鏡頭1021入射到攝像元件206的光線的量。之后將說明光學系統101的詳細內容。
[0039]鏡頭驅動機構104具有電動機及其驅動電路等。鏡頭驅動機構104按照鏡頭控制部112的控制，向其光軸方向驅動攝影鏡頭1021。光圈驅動機構106具有用于驅動光圈1022的驅動機構。光圈驅動機構106按照鏡頭控制部112的控制，驅動光圈1022。
[0040]變焦環108是沿著更換鏡頭100的主體的外周旋轉自如地設置的操作部件。變焦位置檢測部110是構成為對變焦環108的操作量進行檢測的例如編碼器。該變焦位置檢測部110將變焦環108的操作量作為攝影鏡頭1021的焦距(變焦位置)的信息輸入到鏡頭控制部112。這里意味著，變焦位置的值例如越大，則攝影鏡頭1021的焦距越長。
[0041]鏡頭控制部112經由鏡頭安裝觸點114和主體安裝觸點224與攝像裝置200的主體控制部222通信自如地連接。該鏡頭控制部112按照來自主體控制部222的輸入或來自變焦位置檢測部110的輸入，控制鏡頭驅動機構104和光圈驅動機構106。此外，鏡頭控制部112具有例如作為閃存的鏡頭數據存儲部1121。鏡頭數據存儲部1121存儲光學系統101的像差特性等鏡頭數據。此外，本實施方式的鏡頭數據存儲部1121將相對于以光軸中心為基準的像高的光量下降量的數據存儲為陰影特性數據。另外，鏡頭數據存儲部1121按照攝影鏡頭1021的焦距(變焦位置)的每個值，存儲陰影特性數據。這是因為光學系統101是根據焦距改變像圈的大小的光學系統。
[0042]鏡頭安裝觸點114是設置于更換鏡頭100的安裝部的觸點。鏡頭安裝觸點114在將更換鏡頭100安裝于攝像裝置200時與主體安裝觸點224電連接，并作為用于供更換鏡頭100和攝像裝置200進行通信的鏡頭接口部發揮作用。
[0043]攝像裝置200具有快門202、快門驅動機構204、攝像元件206、攝像元件接口(IF)部208、RAM210、R0M212、顯示元件驅動部214、顯示元件216、記錄介質218、操作部220、主體控制部222和主體安裝觸點224。
[0044]快門202構成為使攝像元件206的攝像面為遮光狀態或曝光狀態。通過控制快門202的快門速度，調整攝像元件206的曝光時間。快門驅動機構204具有用于驅動快門202的驅動機構，按照主體控制部222的控制來驅動快門202。
[0045]攝像元件206具有使通過光學系統101會聚的來自被攝體的光線成像的攝像面。在攝像元件206的攝像面上呈二維狀地配置有多個像素。此外，在攝像面的光入射側設置有濾光片。這種攝像元件206將成像于攝像面上的與光線對應的光像(被攝體像)轉換為與其光量相應的電信號(以下，稱作圖像信號)。與攝像元件206共同作為攝像部發揮作用的攝像元件接口部208按照主體控制部222的CPU2221的控制，將攝像控制信息輸入到攝像元件206來驅動攝像元件206。此外，攝像元件接口部208按照主體控制部222的控制來讀出由攝像元件206獲得的圖像信號，并針對讀出的圖像信號實施C