(57)【要約】【課題】小絞り時に絞り端面を二次光源として発生する、フレアスポットゴーストを、ゴースト以外の被写体像に弊害なく除去可能な、画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムを得ること。【解決手段】本発明に係る画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムは、開放撮影と小絞り撮影を行い、小絞り撮影画像から開放撮影画像を引いた差分画像データから、センサーの略光軸を中心として、半径を細分化した同心円を境界として形成される各領域において、輝度分布を作成し、前記輝度分布から、各領域のゴースト除去値を決定し、小絞り撮影画像から引くことで、不要ゴーストを除去する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放撮影と小絞り撮影を行い、小絞り撮影画像から開放撮影画像を引いた差分画像データから、光軸を中心として、半径を細分化した同心円を境界として形成される各領域において、輝度分布を作成し、前記輝度分布から、各領域のゴースト除去値を決定し、小絞り撮影画像から引くことで、不要ゴーストを除去することを特徴とする、画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【請求項２】
前記各領域のゴースト除去値の決定手段は、各領域の輝度ヒストグラムのピーク値の８割以上１０割以下の輝度値を用いることを特徴とする、請求項１に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【請求項３】
予め光学系で発生するフレアスポットゴーストの形状データを半径と相対輝度との関数で保持することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【請求項４】
差分画像で検出されたフレアスポットの輝度分布との差分が最小になるように、比例倍した前記形状データを、ゴースト除去成分とすることを特徴とする、請求項３に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム
【請求項５】
周辺光量補正データを保持し、前記差分画像を作成する前に、周辺減光を補正することを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【請求項６】
光学系のズーム、フォーカス、Ｆ値の少なくとも１つのパラメータに応じて、フレアスポットゴースト発生フラグを保持し、条件に当てはまった時だけ、フレアスポット除去を行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【請求項７】
下記条件式を満たすことを特徴とする、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
０．５＜Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２＋ＴＬ）＜１．０
・Ｓ１：開放撮影時のシャッター速度
・Ｓ２：小絞り撮影時のシャッター速度
・ＴＬ：各シャッター間のタイムラグ
【請求項８】
小絞り撮影に対し、開放撮影時のＩＳＯ感度を高くすることを特徴とする、請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学補正が可能な撮像システムに関し、特に、交換レンズ式撮像装置システムに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
光学系によりＣＣＤ等のセンサー面に結像させて撮像を行う撮像装置では、太陽光などの高輝度光源が、ＣＣＤ面や光学面での多重反射により、ＣＣＤに到達することで発生するゴーストがしばしば問題となっている。
【０００３】
特に、小絞り時に、絞り端面を二次光源として、それがＣＣＤ面や光学面での多重反射により、撮影画像に到達するフレアスポットゴーストは、主被写体がある画面の中心部に、円形のゴーストが発生するため、失敗写真となってしまう。
【０００４】
一方で、ゴーストを画像処理により除去する技術が、種々報告されている。特許文献１は、Ｆ値を変えた２つの画像のゴースト形状の変化から、ゴースト形状を推測し、ゴーストを除去する技術を提案している。特許文献２は、予めシミュレーションした、ゴースト形状データを保持し、ゴーストを補正する技術を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２８１８１号公報
【特許文献２】特開２００６−１２９０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す方法では、Ｆ値を変えた２つの画像からゴースト変化を読み取っているが、実際の画像はＦ値を変えると、被写体の深度が変わり、開放ではピントが合っていない部分の鮮鋭度が増したり、小絞り状態では回折により全体的に鮮鋭度が落ちたりする。
【０００７】
そのため、除去したいゴースト以外の被写体像に対しても、弊害として影響が出てしまう可能性があった。
【０００８】
特許文献２に示す方法では、ゴーストの詳細形状はシミュレーションにより把握できるが、ゴーストの元になる光源の強度や色味は、被写体によって様々であるため、強度面での予測がしづらく、やはり弊害が出てしまう可能性がある。
【０００９】
本発明は、小絞り時に絞り端面を二次光源として発生する、フレアスポットゴーストを、ゴースト以外の被写体像に弊害なく除去可能な、画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムは、開放撮影と小絞り撮影を行い、小絞り撮影画像から開放撮影画像を引いた差分画像データから、センサーの略光軸を中心として、半径を細分化した同心円を境界として形成される各領域において、輝度分布を作成し、前記輝度分布から、各領域のゴースト除去値を決定し、小絞り撮影画像から引くことで、不要ゴーストを除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小絞り時に絞り端面を二次光源として発生する、フレアスポットゴーストを、ゴースト以外の被写体像に弊害なく除去可能な、画像処理装置、撮像装置及び画像処理プログラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は光学系の通常結像時の光線図、（Ｂ）は小絞り時のフレアスポットゴーストの光線図
【図２】（Ａ）は小絞り撮影画像、（Ｂ）は開放撮影画像、（Ｃ）は小絞り撮影画像−開放撮影画像、（Ｄ）はゴースト画像、（Ｅ）は小絞り撮影画像−ゴースト画像
【図３】（Ａ）は半径を細分化した同心円を境界として形成される各領域の例、（Ｂ）は各領域でのヒストグラムの例
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の目的である、フレアスポットゴーストについて、説明する。図１（Ａ）に撮影光学系の断面図を示す。ＩＰが撮像面であり、ＳＴが絞りを表している。撮像面の光軸に結像する軸上光束と、撮像面の周辺部に結像する軸外光束が、図示されている。図１（Ｂ）は、フレアスポットゴーストの光線図である。絞りＳＴを小さく絞った時、絞り端面に強い光線が当たり、乱反射する。即ち、絞り位置に強い点光源がある状態になる。その点光源からの光束が、センサー面で１回目の反射をし、光学系のレンズ面ＲＳで２回目の反射をして、センサー面に結像していることが分かる。このことから、フレアスポットゴーストは、開放では発生せずに、小絞りに近い状態で発生し、かつ光軸中心とした円形状で、かつ光軸を中心とした任意の半径の円上においては、ゴースト強度が等しくなることも言える。
【００１４】
そこで、本発明者は、以上のようなフレアスポットゴーストの特徴を加味すれば、フレアスポットゴーストの成分を高精度で検知可能と考えた。まず、小絞り時の撮影（図２（Ａ））をする際、特許文献１と同様に、開放画像（図２（Ｂ））も連続して取得し、それらの輝度差分を取る（図２（Ｃ））。そうすると、小絞り時でのみ発生するフレアスポットゴーストが、差分画像に残ることになる。
【００１５】
特許文献１の方法における課題は、開放と小絞り時に、ピントが合っていない部分の深度が変わったり、回折状態が変わったりして、ゴースト成分以外の成分が、差分画像に残ってしまうことであった（図２（Ｃ））。
【００１６】
本発明では、そこからフレアスポットゴーストのみを高精度で抽出するために、前述したフレアスポットゴーストの特徴を加味した。具体的には、図３（Ａ）のように、光軸から同心円状に半径を細分化した円を境界とする各領域の輝度ヒストグラム（図３（Ｂ））を作成し、そのピークに来る輝度値をゴースト成分とした。
【００１７】
輝度差分画像は、ゴースト成分と、エッジ鮮鋭度の差分等の成分を含むが、エッジ鮮鋭度の差分は、ゴースト輝度に比べると非常に小さく、しかも被写体の色にも依存するため、様々な色味で発生し、ヒストグラム上でのウエイトは、上がって来ない。
【００１８】
それに対し、フレアスポットゴーストは、同じ半径上では、同じ輝度値で均一に発生するため、ヒストグラムにした時に、ピークになる輝度値をゴーストの輝度値と見なすことが出来る。
【００１９】
これを全ての半径細分化領域で行うことで、フレアスポットゴーストを高精度で抽出可能になり（図２（Ｄ））最後に、小絞り画像からフレアスポットゴーストを引くことで、フレアスポットゴーストを除去できることを見出した（図２（Ｅ））。
【００２０】
この時、補正に使う輝度値は、必ずしも差分画像のヒストグラムのピーク輝度値そのものである必要は無く、補正の弊害の発生確率を下げるために、ピーク輝度に対して、多少弱めの輝度にしても良い。多少弱めとは、ピーク輝度値に対し、８割から１０割までを言うものとする。
【００２１】
次に、本発明を実施するに当たり、より好ましい条件に付いて説明する。本発明のゴースト除去処理方法は、予め光学系で発生するフレアスポットゴーストの形状データを半径と相対輝度との関数で保持し、それを参照することが好ましい。
【００２２】
差分画像で検出されたフレアスポットの輝度分布と、前記関数の差分が最小になるように、前記輝度関数に掛け率を与え、その時の輝度関数を、フレアスポットゴースト成分とすることが好ましい。
【００２３】
次に、差分画像を作成する際、開放画像と小絞り画像それぞれの周辺減光を補正することが好ましい。光学系は、周辺減光が生じ、それはＦ値によっても変わってくる。そのため、小絞り画像から開放画像を引いた時に、周辺減光の分だけ、差分画像に余計な輝度成分が残ってしまう。それを回避するために、予め光学系の周辺光量補正データを保持し、それぞれを補正することが好ましい。
【００２４】
次に、光学系のズームやフォーカスに応じて、フレアスポットゴースト発生フラグを保持し、条件に当てはまった時だけ、これらの処理を行うことが好ましい。フレアスポット発生条件は、予め光学シミュレーションで把握できるため、フレアスポットゴーストが発生しない場合でも常にこの処理を行うことは、演算処理負荷の面で得策ではない。
【００２５】
次に、開放撮影時のシャッター速度をＳ１、小絞り撮影時のシャッター速度をＳ２、各シャッター間のタイムラグをＴＬとした時、下記条件式（１）を満たすと良い。
【００２６】
０．５＜Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２＋ＴＬ）＜１．０・・・（１）
本発明のゴースト除去処理は、小絞り撮影時と、開放撮影時の被写体が、同じ状態で動かないことを前提としている。小絞り撮影は、被写体ぶれが起きないように、基本的には静止状態の物を撮影することが前提となっているが、多少の被写体移動の可能性は十分にあり、その場合、差分画像に影響が出てしまう。
【００２７】
勿論、被写体に多少の動きがあっても、本発明の処理では、フレアスポットの検出精度を高めることができるが、より高精度にフレアスポットを検出するためには、Ｓ２に対し、Ｓ１とＴＬがある程度短いことが好ましい。
【００２８】
条件式（１）の下限値を逸脱すると、ＴＬが長すぎ、差分画像に被写体ブレの成分が乗り易くなるため、好ましくない。
【００２９】
この時、Ｓ１は、Ｓ２に対し、Ｆ値を変えた段数分だけ短くなるが、更に開放撮影時のＩＳＯ感度を上げることで、よりＳ１を短く出来るため、好ましい。
【００３０】
尚、ここまでの説明で、差分画像を作成する際に使用する、開放撮影とは、必ずしも絞りが開放状態である必要はなく、多少絞った状態を使用しても良い。
【００３１】
以上、本発明の好ましいフレアスポットゴースト除去処理の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３２】
本発明はレンズ交換式カメラやビデオなどの映像機器に応用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
ＩＰ  撮像面、ＳＴ  絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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