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JP2008294741A - Imaging system - Google Patents

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JP2008294741A
JP2008294741A JP2007138011A JP2007138011A JP2008294741A JP 2008294741 A JP2008294741 A JP 2008294741A JP 2007138011 A JP2007138011 A JP 2007138011A JP 2007138011 A JP2007138011 A JP 2007138011A JP 2008294741 A JP2008294741 A JP 2008294741A
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image
imaging
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arbitrary
arbitrary focus
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JP2007138011A
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Shoichi Yanai
章一 谷内
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging system capable of generating an arbitrary high-resolution focal image from an arbitrary focal image at a virtual image surface position of a wide range. <P>SOLUTION: The imaging system is provided with: a photographing means having an imaging optical system 1, a micro lens array 2 for separating light transmitting areas of different openings of the imaging optical system 1 and emitting the light, and a photoelectric converter 3 for converting an image formed by the micro lens array 2 into an electrical signal to generate photographed data; an arbitrary focal image configurating part 8 capable of reconfigurating an arbitrary focal image being an image at an arbitrary image surface position within a prescribed range; a photographing control means 5 for configurating a plurality of arbitrary focal images on the basis of photographed data generated by photographing of a plurality of times; and a high resolution processing part 9 for using the plurality of arbitrary focal images to generate an arbitrary focal image in high resolution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像システムに関し、特に像面位置の異なる任意焦点画像を高い解像度で得ることのできる撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging system, and more particularly to an imaging system capable of obtaining arbitrary-focus images with different image plane positions with high resolution.

近年、ある像面位置で撮影された画像からユーザが指定した異なる像面位置における画像を再構成できるカメラとして、ライトフィールドカメラ(Light Field Camera)が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。このライトフィールドカメラは、ライトフィールドフォトグラフィー(ライトフィールドフォトレンダリング)という手法を用いたカメラであり、実質的に所定範囲内の任意のピント位置における画像(任意焦点画像)を1回の撮影で得られるという特徴を持つ。 In recent years, a light field camera has been developed as a camera that can reconstruct an image at a different image plane position designated by a user from an image shot at a certain image plane position (see Non-Patent Document 1, for example). ). This light field camera is a camera using a technique called light field photography (light field photo rendering), and can obtain an image (arbitrarily focused image) at an arbitrary focus position substantially within a predetermined range by one shooting. It has the feature of being able to.

ライトフィールドフォトグラフィーでは、撮像光学系と光電変換素子の間にマイクロレンズアレイを配置することにより、撮像光学系の開口の異なる領域を通過しマイクロレンズアレイの各マイクロレンズに収束する光を、それぞれ光電変換素子の異なる画素に分離結像し、得られた撮像データからユーザが設定した像面位置での任意焦点画像を再構成することが可能である。1つのマイクロレンズに入射する光は、入射方向別(通過する撮像光学系の開口の領域別)にマイクロレンズの下流にある光電変換素子の異なる画素に分離結像される。またユーザが設定できる像面位置(以下、仮想像面位置という)の範囲は、1つのマイクロレンズに対する光電変換素子の画素数が多いほど広くなる。
レン・イング(Ren Ng)、他5名、"Light Field Photograph with a Hand-held Plenoptic Camera"、Stanford Tech Report CTSR 2005-02、p.1-11
In light field photography, by placing a microlens array between the imaging optical system and the photoelectric conversion element, light that passes through different areas of the aperture of the imaging optical system and converges on each microlens of the microlens array, It is possible to separately form an image on different pixels of the photoelectric conversion element and reconstruct an arbitrary focus image at the image plane position set by the user from the obtained imaging data. Light incident on one microlens is separated and imaged on different pixels of the photoelectric conversion element downstream of the microlens for each incident direction (for each aperture region of the imaging optical system that passes through). Also, the range of image plane positions (hereinafter referred to as virtual image plane positions) that can be set by the user becomes wider as the number of pixels of the photoelectric conversion element for one microlens increases.
Ren Ng, 5 others, "Light Field Photograph with a Hand-held Plenoptic Camera", Stanford Tech Report CTSR 2005-02, p.1-11

しかし上記のライトフィールドカメラでは(例えば、非特許文献1参照)、生成される任意焦点画像の画素数(解像度)がマイクロレンズアレイのマイクロレンズ数と同じになり、光電変換素子の画素数と比べて画素数が大幅に減少してしまうという問題点があった。   However, in the above light field camera (see, for example, Non-Patent Document 1), the number of pixels (resolution) of the arbitrarily-focused image to be generated is the same as the number of microlenses in the microlens array, compared with the number of pixels of the photoelectric conversion element. As a result, the number of pixels is greatly reduced.

また生成される任意焦点画像の画素数(解像度)を保つためにマイクロレンズの数を多くすると、1つのマイクロレンズに対する光電変換素子の画素数が少なくなるため、設定できる仮想像面位置の範囲が狭くなってしまうという問題点があった。   In addition, if the number of microlenses is increased in order to maintain the number of pixels (resolution) of the generated arbitrary focus image, the number of pixels of the photoelectric conversion element for one microlens is reduced, so that the range of virtual image plane positions that can be set is There was a problem of becoming narrow.

本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、広い範囲の仮想像面位置における任意焦点画像から高解像度任意焦点画像を生成することが可能な撮像システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an imaging system capable of generating a high-resolution arbitrary focus image from an arbitrary focus image in a wide range of virtual image plane positions. Objective.

本発明に係る撮像システムは、被写界からの光が通過する撮像光学系と、撮像光学系を通過した光が入射され、撮像光学系の開口の異なる領域を通過した光を分離して射出する分離光学系と、分離光学系によって分離して射出された光が入射され、分離光学系によって形成された像を電気信号に変換して撮影データを生成する光電変換素子とを有する撮影手段と、光電変換素子によって生成された撮影データに基づいて、所定範囲内の任意の像面位置における画像である任意焦点画像を再構成することが可能な任意焦点画像構成手段と、撮影手段に複数回の撮影を行わせ、任意焦点画像構成手段に複数回の撮影で生成された撮影データに基づいて複数枚の任意焦点画像を構成させる撮像制御手段と、複数枚の任意焦点画像を用いて、任意焦点画像よりも解像度の高い高解像度任意焦点画像を生成する高解像度化処理手段と、を備えることを特徴とするものである。   The imaging system according to the present invention separates and emits an imaging optical system through which light from an object field passes and light that has passed through the imaging optical system, and that has passed through different areas of the aperture of the imaging optical system. An imaging device having a separating optical system, and a photoelectric conversion element that receives the light separated and emitted by the separating optical system and converts an image formed by the separating optical system into an electric signal to generate photographing data; An arbitrary-focus image forming unit capable of reconstructing an arbitrary-focus image that is an image at an arbitrary image plane position within a predetermined range based on the shooting data generated by the photoelectric conversion element; Imaging control means that causes the arbitrary-focus image forming means to construct a plurality of arbitrary-focus images based on the shooting data generated by the multiple-time shooting, and a plurality of arbitrary-focus images. focus It is characterized in that and a high-resolution processing means for generating a high high-resolution arbitrary focus image resolution than the image.

本発明に係る撮像システムでは、広い範囲の仮想像面位置における任意焦点画像を高解像度化した高解像度任意焦点画像を生成することが可能となる。   In the imaging system according to the present invention, it is possible to generate a high resolution arbitrary focus image obtained by increasing the resolution of an arbitrary focus image in a wide range of virtual image plane positions.

(実施形態1)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態1に係る撮像システムについて説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。図1には、撮像システムの例として静止画像を撮影するライトフィールドカメラを示している。なお、撮像システムの構成は図1に示すものに限定されず、必要に応じて他の構成要素を追加したり、不必要な構成要素を省略することができる。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an imaging system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a light field camera that captures a still image as an example of an imaging system. Note that the configuration of the imaging system is not limited to that shown in FIG. 1, and other components can be added or unnecessary components can be omitted as necessary.

本実施形態に係る撮像システムは、図1に示すように撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2、光電変換素子3、駆動回路4、撮像制御部5、メモリ6、ユーザI/F(インターフェース)部7、任意焦点画像構成部8、高解像度化処理部9、画像間変化量検出部10および画像選択部11によって構成される。本実施形態では、これらの構成要素が1つの撮像装置(カメラ等)に搭載されており、撮像システムによる画像の撮影がハンドヘルド(手持ち)の状態で実施されるものとする。   As shown in FIG. 1, the imaging system according to the present embodiment includes an imaging optical system 1, a microlens array 2, a photoelectric conversion element 3, a drive circuit 4, an imaging control unit 5, a memory 6, and a user I / F (interface) unit. 7, an arbitrary focus image configuration unit 8, a resolution enhancement processing unit 9, an inter-image change amount detection unit 10, and an image selection unit 11. In this embodiment, it is assumed that these components are mounted on one imaging device (camera or the like), and that an image is captured by the imaging system in a handheld state.

撮像光学系1は例えば複数のレンズ群から構成され、撮像光学系1を通過した被写界からの光は撮像光学系1の焦点面近傍に像を形成する。撮像光学系1の焦点面近傍には分離光学系としてのマイクロレンズアレイ2が配置されており、撮像光学系1を通過した光はマイクロレンズアレイ2に入射される。マイクロレンズアレイ2は、後に示すように撮像光学系1の開口の異なる領域を通過した光を分離して射出する。マイクロレンズアレイ2の後方には光電変換素子3が配置されており、マイクロレンズアレイ2によって分離して射出された光が入射する。光電変換素子3は、例えばCCDやCMOSを用いたものであり、マイクロレンズアレイ2を構成するマイクロレンズ20の焦点距離付近に配置されている。なお本実施形態では、撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2、光電変換素子3が光軸Aに沿って配置されているものとする。   The imaging optical system 1 is composed of, for example, a plurality of lens groups, and light from the object field that has passed through the imaging optical system 1 forms an image near the focal plane of the imaging optical system 1. A microlens array 2 as a separation optical system is disposed in the vicinity of the focal plane of the imaging optical system 1, and light that has passed through the imaging optical system 1 enters the microlens array 2. As will be described later, the microlens array 2 separates and emits light that has passed through different areas of the aperture of the imaging optical system 1. A photoelectric conversion element 3 is arranged behind the microlens array 2, and light emitted after being separated by the microlens array 2 is incident thereon. The photoelectric conversion element 3 uses, for example, a CCD or a CMOS, and is arranged in the vicinity of the focal length of the microlens 20 constituting the microlens array 2. In the present embodiment, it is assumed that the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3 are arranged along the optical axis A.

マイクロレンズアレイ2を通過した光は光電変換素子3において像を形成し、光電変換素子3はこの像を電気信号に変換して例えばアナログ形式の撮影データを生成する。そして駆動回路4は、光電変換素子3が生成した撮影データを例えばデジタル形式の撮影データとして読み出す。このとき、例えば駆動回路4の内部に設けられたA/D変換器(図示せず)によってアナログ形式の撮影データをデジタル形式の撮影データに変換する。   The light that has passed through the microlens array 2 forms an image in the photoelectric conversion element 3, and the photoelectric conversion element 3 converts this image into an electrical signal to generate, for example, analog-format photographing data. Then, the drive circuit 4 reads out the shooting data generated by the photoelectric conversion element 3 as, for example, digital shooting data. At this time, analog image data is converted into digital image data, for example, by an A / D converter (not shown) provided in the drive circuit 4.

撮像制御部5は、ユーザI/F部7を介してユーザから入力された撮影回数(後述)に従って駆動回路4を動作させ、複数回の撮影で生成された撮影データを駆動回路4から任意焦点画像構成部8またはメモリ6へと送る一連の動作を繰り返させる。また撮像制御部5は、撮影回数に従って任意焦点画像構成部8を繰返し動作させる。任意焦点画像構成部8は、光電変換素子3またはメモリ6から撮影データを受け取り、その撮影データに基づいて所定範囲内の任意の像面位置における画像である任意焦点画像を構成する。なお任意焦点画像とは、所定範囲内の任意の像面位置における画像のことであるが、実質的にピントを所定範囲内で自由に変化させた画像と同じである。本実施形態では、任意焦点画像構成部8において1回の撮影で生成された撮影データから所定範囲内の任意の像面位置における任意焦点画像を再構成できるようになっている。   The imaging control unit 5 operates the driving circuit 4 in accordance with the number of times of imaging (described later) input from the user via the user I / F unit 7, and the imaging data generated by a plurality of imagings is arbitrarily focused from the driving circuit 4. A series of operations to be sent to the image construction unit 8 or the memory 6 is repeated. In addition, the imaging control unit 5 repeatedly operates the arbitrary focus image forming unit 8 according to the number of times of shooting. The arbitrary focus image construction unit 8 receives shooting data from the photoelectric conversion element 3 or the memory 6 and forms an arbitrary focus image that is an image at an arbitrary image plane position within a predetermined range based on the shooting data. The arbitrary focus image is an image at an arbitrary image plane position within a predetermined range, but is substantially the same as an image obtained by freely changing the focus within the predetermined range. In the present embodiment, the arbitrary focus image forming unit 8 can reconstruct an arbitrary focus image at an arbitrary image plane position within a predetermined range from shooting data generated by one shooting.

任意焦点画像構成部8によって構成された任意焦点画像は、画像データとしてメモリ6に保存される。またメモリ6に保存された任意焦点画像は、画像間変化量検出部10および画像選択部11を介して高解像度化処理部9へ送られる。高解像度化処理部9は、画像変位量推定部9aと超解像処理部9bを備えており、任意焦点画像構成部8で構成された複数枚の任意焦点画像を用いて、任意焦点画像構成部8で構成された任意焦点画像よりも解像度の高い高解像度任意焦点画像を生成する。   The arbitrary focus image formed by the arbitrary focus image construction unit 8 is stored in the memory 6 as image data. The arbitrarily-focused image stored in the memory 6 is sent to the resolution enhancement processing unit 9 via the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11. The high-resolution processing unit 9 includes an image displacement amount estimation unit 9a and a super-resolution processing unit 9b, and uses a plurality of arbitrary focus images formed by the arbitrary focus image configuration unit 8 to perform arbitrary focus image configuration. A high-resolution arbitrary-focus image having a higher resolution than the arbitrary-focus image formed by the unit 8 is generated.

画像間変化量検出部10は、複数枚の任意焦点画像の間の相違度または類似度を、SSD(Sum of Squared Difference)、SAD(Sum of Absolute Difference)、相互相関係数等として検出する。画像選択部11は、画像間変化量検出部10で検出された相違度または類似度に基づいて、高解像度化処理部9における高解像度任意焦点画像の生成に用いる任意焦点画像を選択する。このとき、画像間変化量検出部10は例えば基準となる任意焦点画像と他の任意焦点画像の間の相違度をシーンの変化量として検出し、画像選択部11は相違度が所定の閾値以下の任意焦点画像を高解像度化処理部9へ転送する。なお、画像間変化量検出部10および画像選択部11は設けなくてもよい。例えば、構成する撮像システムの撮像対象が静止物に限られる様な場合には画像間変化量検出部10および画像選択部11は設けなくてもよい。   The inter-image variation detection unit 10 detects the difference or similarity between a plurality of arbitrary focus images as an SSD (Sum of Squared Difference), SAD (Sum of Absolute Difference), a cross-correlation coefficient, or the like. The image selection unit 11 selects an arbitrary focus image used for generation of a high resolution arbitrary focus image in the high resolution processing unit 9 based on the degree of difference or similarity detected by the inter-image change amount detection unit 10. At this time, the inter-image change amount detection unit 10 detects, for example, the degree of difference between the reference arbitrary-focus image and another arbitrary-focus image as the amount of change in the scene, and the image selection unit 11 has the difference degree equal to or less than a predetermined threshold. Are transferred to the high resolution processing unit 9. Note that the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11 may not be provided. For example, when the imaging target of the configured imaging system is limited to a stationary object, the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11 may not be provided.

図2は、マイクロレンズアレイ2と光電変換素子3の一部を示す拡大図である。ここで、任意焦点画像の構成方法について説明する。マイクロレンズアレイ2を構成するマイクロレンズ20は、それぞれ光電変換素子3の画素配列30と対応しており、1つのマイクロレンズ20を通過する光束は対応する画素配列30上に像を形成する。それぞれのマイクロレンズ20に対応する画素配列30の画素31の数は、設定される像面位置の範囲および任意焦点画像構成部8で構成される任意焦点画像の解像度に応じて決定される。なお本実施形態では、画素配列30が5行5列の配列であり、1つの画素配列30に25個の画素31があるものとする。   FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the microlens array 2 and the photoelectric conversion element 3. Here, a method for constructing an arbitrary focus image will be described. Each of the microlenses 20 constituting the microlens array 2 corresponds to the pixel array 30 of the photoelectric conversion element 3, and the light flux passing through one microlens 20 forms an image on the corresponding pixel array 30. The number of pixels 31 of the pixel array 30 corresponding to each microlens 20 is determined according to the range of the image plane position to be set and the resolution of the arbitrary focus image configured by the arbitrary focus image configuration unit 8. In the present embodiment, the pixel array 30 is an array of 5 rows and 5 columns, and one pixel array 30 includes 25 pixels 31.

図3は、撮像光学系1へ入射し1つのマイクロレンズ20を通過した光線が光電変換素子3上に像を形成する様子を光軸Aの垂直方向から見た図である。図3に示すように、マイクロレンズアレイ2の1つのマイクロレンズ20を通過した光は、後方の対応する画素配列30上に像を形成する。   FIG. 3 is a diagram of a state in which a light beam that has entered the imaging optical system 1 and has passed through one microlens 20 forms an image on the photoelectric conversion element 3 as viewed from the direction perpendicular to the optical axis A. As shown in FIG. 3, the light that has passed through one microlens 20 of the microlens array 2 forms an image on the corresponding pixel array 30 at the rear.

図4は、撮像光学系1の開口と画素配列30を光軸Aの方向から見た図である。なお、図4(a)は撮像光学系1の開口を光軸Aの方向から見た図であり、図4(b)は1つの画素配列30を光軸Aの方向から見た図である。図4(a)に示すように、撮像光学系1の開口を1つの画素配列30の画素31の数と同数の格子状の分割開口に分割した場合、画素配列30の1つの画素31には一つの分割開口からの入射光のみが蓄積され、図4(b)に示す各画素(a1−e5)と分割開口(A1−E1)との対応関係は光軸A方向から見て点対称となる。例えば、分割開口E5から射出した光はいずれかの画素配列30の画素e5に入射する。   FIG. 4 is a diagram of the aperture of the imaging optical system 1 and the pixel array 30 as viewed from the direction of the optical axis A. 4A is a view of the aperture of the imaging optical system 1 viewed from the direction of the optical axis A, and FIG. 4B is a view of one pixel array 30 viewed from the direction of the optical axis A. . As shown in FIG. 4A, when the aperture of the imaging optical system 1 is divided into the same number of lattice-shaped divided apertures as the number of pixels 31 in one pixel array 30, one pixel 31 in the pixel array 30 includes Only incident light from one split aperture is accumulated, and the correspondence between each pixel (a1-e5) and split aperture (A1-E1) shown in FIG. 4B is point-symmetric when viewed from the optical axis A direction. Become. For example, the light emitted from the divided opening E5 enters the pixel e5 of any pixel array 30.

従って、図1の光電変換素子3上の全ての画素配列30から特定の画素位置(例えば、図4(b)のa1のみ)の画素データを抽出して並べると、特定の分割開口(ここでは、分割開口A1)から射出される全ての光線が光電変換素子3上に形成する像(分割開口視点画像)となる。本実施形態では、撮像システムの手振れ等の影響により撮影ごとに光電変換素子3上への入射光が僅かに変化する。従って、複数回の撮影で生成される撮影データは、それぞれ分割開口視点画像ごとのずれをデータの違いとして持っている。   Accordingly, when pixel data at a specific pixel position (for example, only a1 in FIG. 4B) is extracted from all the pixel arrays 30 on the photoelectric conversion element 3 in FIG. 1 and arranged, a specific divided aperture (here, , All the light beams emitted from the divided aperture A1) form an image (divided aperture viewpoint image) formed on the photoelectric conversion element 3. In the present embodiment, the incident light on the photoelectric conversion element 3 slightly changes for each shooting due to the influence of camera shake or the like of the imaging system. Therefore, the shooting data generated by a plurality of shootings has a difference for each divided aperture viewpoint image as a data difference.

図5は、マイクロレンズアレイ2と光電変換素子3への光の入射状態を光軸Aの垂直方向から見た図である。なお図5のZは、マイクロレンズアレイと同じ分解能の仮想像面を示している。また図5では、画素配列30の画素31として、1列分(ここでは、a1、b1、c1、d1、e1)の画素をa、b、c、d、eとして示している。   FIG. 5 is a view of the incident state of light on the microlens array 2 and the photoelectric conversion element 3 as viewed from the direction perpendicular to the optical axis A. FIG. Note that Z in FIG. 5 indicates a virtual image plane having the same resolution as the microlens array. In FIG. 5, pixels for one column (here, a1, b1, c1, d1, e1) are shown as a, b, c, d, and e as the pixels 31 of the pixel array 30.

図5に示す光束Lは、それぞれ図1の撮像光学系1の分割開口A1から射出され仮想像面Z上の各画素を通過してマイクロレンズアレイ2上でマイクロレンズ幅Dmと同等若しくはそれ以下の拡がりを持つ。マイクロレンズ20を通過した光束は、いずれかの画素配列30の画素aに結像する。同様に分割開口B1、C1、D1、E1から射出された光束は、それぞれいずれかの画素配列30の画素b、c、d、eに結像している。   A light beam L shown in FIG. 5 is emitted from the divided aperture A1 of the imaging optical system 1 of FIG. 1 and passes through each pixel on the virtual image plane Z, and is equal to or less than the microlens width Dm on the microlens array 2. With the spread of The light beam that has passed through the microlens 20 forms an image on the pixel a of any pixel array 30. Similarly, the light beams emitted from the divided openings B1, C1, D1, and E1 form images on the pixels b, c, d, and e of any one of the pixel arrays 30, respectively.

任意焦点画像構成部8は、撮像光学系1のすべての分割開口(本実施形態では25個)から射出され、ユーザが設定した仮想像面上の各画素を通過する光量を求めることにより、仮想像面における画像を再構成することができる。   The arbitrary focus image construction unit 8 is emitted from all the divided apertures (25 in the present embodiment) of the imaging optical system 1 and obtains the amount of light passing through each pixel on the virtual image plane set by the user. The image on the image plane can be reconstructed.

図6は、仮想像面上のある画素を通過する光束が撮像光学系1のどの分割開口から射出され、どのマイクロレンズへ入射するかを光軸の垂直方向から見た場合の図である。ここで、仮想像面Z上の画素位置を座標(x、y)、撮像光学系1の分割開口の位置を座標(u、v)、マイクロレンズアレイ2上のマイクロレンズ20の位置を座標(x´、y´)、撮像光学系1の開口からマイクロレンズアレイ2までの距離をF、撮像光学系1の開口から仮想像面Zまでの距離をαFとする。なお図6では、鉛直方向を表すx、u、x´方向についてのみ示している。図6に示すように、座標(u、v)と座標(x、y)を通過した光束は、マイクロレンズアレイ2の(u+(x−u)/α、v+(y−u)/α)の位置に達し、(x´、y´)=(u+(x−u)/α、v+(y−u)/α)となる。   FIG. 6 is a diagram of when the luminous flux that passes through a certain pixel on the virtual image plane is emitted from which divided aperture of the imaging optical system 1 and enters which microlens is viewed from the direction perpendicular to the optical axis. Here, the pixel position on the virtual image plane Z is coordinate (x, y), the position of the divided aperture of the imaging optical system 1 is coordinate (u, v), and the position of the micro lens 20 on the micro lens array 2 is coordinate ( x ′, y ′), the distance from the aperture of the imaging optical system 1 to the microlens array 2 is F, and the distance from the aperture of the imaging optical system 1 to the virtual image plane Z is αF. In FIG. 6, only the x, u, and x ′ directions representing the vertical direction are shown. As shown in FIG. 6, the light fluxes that have passed through the coordinates (u, v) and the coordinates (x, y) are (u + (x−u) / α, v + (yu) / α) of the microlens array 2. (X ′, y ′) = (u + (x−u) / α, v + (y−u) / α).

このため、光電変換素子3の画素31の画素値をL(x´、y´、u、v)とすると、仮想像面Zの各画素の画素値E(x、y)は以下の式(1)で求められる。   For this reason, if the pixel value of the pixel 31 of the photoelectric conversion element 3 is L (x ′, y ′, u, v), the pixel value E (x, y) of each pixel on the virtual image plane Z is expressed by the following formula ( It is obtained in 1).

Figure 2008294741
Figure 2008294741

式(1)において、αはユーザによって与えられるため、(x、y)、(u、v)を与えれば光束の入射するマイクロレンズ20の位置(x´、y´)が分かる。そして、そのマイクロレンズ20に対応する画素配列30から(u、v)の位置の画素31(例えば、分割開口が図4(a)のA1であれば図4(b)のa1)の画素値L(x´、y´、u、v)を抽出する。これをすべての分割開口について行い、抽出された画素値を合計(積分)することにより仮想像面Zの各画素の画素値E(x、y)が求められる。なお図1における積分は、u、vを撮像光学系1の分割開口の代表座標として単純加算により行うことができる。   In Expression (1), α is given by the user. Therefore, if (x, y) and (u, v) are given, the position (x ′, y ′) of the microlens 20 on which the light beam enters can be known. Then, the pixel value at the position (u, v) from the pixel array 30 corresponding to the microlens 20 (for example, a1 in FIG. 4B if the divided aperture is A1 in FIG. 4A). L (x ′, y ′, u, v) is extracted. This is performed for all the divided apertures, and the pixel values E (x, y) of each pixel on the virtual image plane Z are obtained by summing (integrating) the extracted pixel values. The integration in FIG. 1 can be performed by simple addition using u and v as the representative coordinates of the divided aperture of the imaging optical system 1.

図7は、撮像光学系1の1つの分割開口から射出され、仮想像面Z上の1つの画素を通過した光束L1が2つのマイクロレンズ20にまたがって入射する場合を光軸Aの垂直方向から見た図である。この場合、光束L1はマイクロレンズML1、ML2に対応する2つの画素配列30の画素1a、2aに分散して結像する。従って光束L1による画素値L1(x´、y´、u、v)は、画素1a、2aの画素値L1a、L2aの補間によって求められる。本実施形態では、画素値L1(x´、y´、u、v)をマイクロレンズML1、ML2上での光束L1の像の長さd1、d2を用いて、以下の式(2)で表される線形補間で求めるものとする。なお、像の長さd1、d2はカメラの撮影パラメータ、仮想像面の位置等から実験的に求められる。   FIG. 7 shows a case where a light beam L1 emitted from one divided aperture of the imaging optical system 1 and passing through one pixel on the virtual image plane Z is incident on two microlenses 20 in the direction perpendicular to the optical axis A. It is the figure seen from. In this case, the light beam L1 is dispersed and imaged on the pixels 1a and 2a of the two pixel arrays 30 corresponding to the microlenses ML1 and ML2. Accordingly, the pixel value L1 (x ′, y ′, u, v) by the light beam L1 is obtained by interpolation of the pixel values L1a and L2a of the pixels 1a and 2a. In the present embodiment, the pixel value L1 (x ′, y ′, u, v) is expressed by the following formula (2) using the image lengths d1 and d2 of the light beam L1 on the microlenses ML1 and ML2. It is determined by linear interpolation. Note that the image lengths d1 and d2 are experimentally obtained from the shooting parameters of the camera, the position of the virtual image plane, and the like.

Figure 2008294741
Figure 2008294741

図8は、本実施形態に係る撮像システムにおいて任意焦点画像を精度良く再構成できる仮想像面Zの設定範囲を示した図である。撮像光学系1のある分割開口から射出され、仮想像面Z上のある画素を通る光束Lがマイクロレンズアレイ上でマイクロレンズ幅Dmと同等若しくはそれ以下の拡がりを持つ場合は、式(1)を用いて精度良く仮想像面Z上の画素値を求めることができる。マイクロレンズ20の前側と後側でそれぞれ焦点を結び、マイクロレンズ上で直径Dmの拡がりを持つ光束L1、L2が同じ幅の広がりとなる共役面をZ1、Z2とすると、Z1からZ2までが精度良く任意焦点画像を再構成できる仮想像面Zの設定範囲となる。1つのマイクロレンズ20に対応する画素配列30がn行n列の画素31から構成されている場合、マイクロレンズアレイ2の前後それぞれの仮想像面設定可能範囲φ1を式(3)に示す。式(3)のF0は、撮像光学系のF値を示している。なお本実施形態では、n=5である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a setting range of the virtual image plane Z in which an arbitrary focus image can be accurately reconstructed in the imaging system according to the present embodiment. When the light beam L emitted from a divided aperture of the imaging optical system 1 and passing through a certain pixel on the virtual image plane Z has a spread equal to or less than the microlens width Dm on the microlens array, the expression (1) The pixel value on the virtual image plane Z can be obtained with high accuracy using. Focusing on the front side and the rear side of the microlens 20 respectively, and assuming that conjugate planes Z1 and Z2 on which the light beams L1 and L2 having a diameter Dm spread on the microlens are the same width are Z1 to Z2, the accuracy is This is a setting range of the virtual image plane Z that can reconstruct an arbitrarily focused image well. When the pixel array 30 corresponding to one microlens 20 is composed of pixels 31 of n rows and n columns, the virtual image plane settable range φ1 before and after the microlens array 2 is expressed by Expression (3). F0 in Expression (3) indicates the F value of the imaging optical system. In this embodiment, n = 5.

図9は、さらに任意焦点画像を精度良く再構成できる仮想像面Zの設定範囲を示した図である。図9では、仮想像面Z上で完全に結像する光線のみに注目しており、仮想像面設定可能範囲を式(4)に示されるφ2に縮小している。   FIG. 9 is a diagram showing a setting range of the virtual image plane Z that can further accurately reconstruct an arbitrary focus image. In FIG. 9, attention is paid only to light rays that are completely imaged on the virtual image plane Z, and the virtual image plane setting range is reduced to φ2 shown in Expression (4).

Figure 2008294741
Figure 2008294741

Figure 2008294741
Figure 2008294741

ユーザは、上記の仮想像面設定可能範囲から任意の仮想像面Zの位置を指定できる。また仮想像面Zの位置を、任意焦点画像構成部8がカメラパラメータ等を用いて自動で設定するようにしてもよい。   The user can designate the position of an arbitrary virtual image plane Z from the virtual image plane setting range. Further, the position of the virtual image plane Z may be automatically set by the arbitrary focus image construction unit 8 using camera parameters or the like.

図10は、複数枚の任意焦点画像が構成されるまでの処理を示すフローチャートである。ここで、撮像制御部5による制御で複数回の撮影が行われ、複数枚の任意焦点画像が構成されるまでの流れについて説明する。   FIG. 10 is a flowchart showing processing until a plurality of arbitrary focus images are formed. Here, a flow until a plurality of times of photographing are performed under the control of the imaging control unit 5 and a plurality of arbitrary focus images are formed will be described.

まず、ユーザI/F部7を介してユーザから撮影回数Nが入力される(S101)。このとき、撮影回数Nの他に撮影時のカメラパラメータ等を入力するようにしてもよい。次に、撮像制御部5は駆動回路4を介して撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2、光電変換素子3等からなる撮影手段に1回撮影を行わせ、光電変換素子3から出力された撮影データをメモリ6に保存する(S102)。そして、S101で入力された撮影回数N分の撮影が完了したか判定し(S103)、撮影が完了していなければS102における1回撮影、撮影データの保存を繰り返す。このとき、例えば2秒間連続的に撮影を行うようにし、60回分の撮影データ(撮像システムが30fpsの場合)を保存するようにする。   First, the shooting number N is input from the user via the user I / F unit 7 (S101). At this time, in addition to the shooting number N, camera parameters at the time of shooting may be input. Next, the imaging control unit 5 causes the imaging unit including the imaging optical system 1, the microlens array 2, the photoelectric conversion element 3, etc. to perform one imaging via the drive circuit 4, and the imaging output from the photoelectric conversion element 3. Data is stored in the memory 6 (S102). Then, it is determined whether or not the number of times of photographing N input in S101 has been completed (S103), and if the photographing has not been completed, the single photographing in S102 and the saving of the photographing data are repeated. At this time, for example, shooting is continuously performed for 2 seconds, and shooting data for 60 times (when the imaging system is 30 fps) is stored.

N回の撮影が完了した場合は、例えばユーザI/F部7を介してユーザが仮想像面位置を設定する(S104)。ユーザが任意焦点画像構成の都度に仮想像面位置を設定してもよく、また、予め設定した複数の仮想像面位置に対して任意焦点画像構成を行わせてもよい。予め設定する仮想象面位置としては例えば仮想像面設定可能範囲内に等間隔に配置したものなどが考えられる。そして、任意焦点画像構成部8はメモリ6に保存されたN回分の撮影データのうち1回分の撮影データを読み込む(S105)。それから任意焦点画像構成部8は、S105で読み込んだ撮影データとS104で設定された仮想像面位置を用いて一枚の任意焦点画像を構成する(S106)。次に、メモリ6に保存されているN回分の撮影データの読み込みが完了したかどうかを判定し(S107)、完了していなければメモリ6から別の撮影データを読み込む。N回分の撮影データの読み込みが完了した場合には、ユーザがユーザI/F部7等を介して異なる仮想像面位置で任意焦点画像の再構成を行うかどうかを選択し(S108)、任意焦点画像の再構成を行う場合には上記のS104からS108までの処理を繰り返す。任意焦点画像の再構成を行わない場合には処理を終了する。なお本実施形態では、撮影されたN回分のすべての撮影データについて任意焦点画像を構成するようにしているが、一部の撮影データについてのみ任意焦点画像を構成するようにしてもよい。   When N times of shooting are completed, for example, the user sets the virtual image plane position via the user I / F unit 7 (S104). The user may set a virtual image plane position every time an arbitrary focus image is configured, or may cause an arbitrary focus image configuration to be performed for a plurality of preset virtual image plane positions. As virtual ellipse positions to be set in advance, for example, positions arranged at equal intervals within a virtual image plane setting range can be considered. Then, the arbitrary focus image constructing unit 8 reads one shooting data out of the N shooting data stored in the memory 6 (S105). Then, the arbitrary focus image construction unit 8 composes one arbitrary focus image using the photographing data read in S105 and the virtual image plane position set in S104 (S106). Next, it is determined whether or not reading of shooting data for N times stored in the memory 6 has been completed (S107), and if not completed, another shooting data is read from the memory 6. When reading of the shooting data for N times is completed, the user selects whether or not to reconstruct an arbitrarily focused image at a different virtual image plane position via the user I / F unit 7 or the like (S108). When reconstructing the focus image, the processes from S104 to S108 are repeated. If the arbitrary focus image is not reconstructed, the process is terminated. In the present embodiment, an arbitrary focus image is configured for all the captured image data for N times, but an arbitrary focus image may be configured for only a part of the captured data.

このようにして、撮影枚数に応じた任意焦点画像が仮想像面位置ごとに生成できる。ある一つの仮想像面位置において撮影データごとに任意焦点画像を比較すると、分割開口視点画像ごとのずれが合成され、任意焦点画像全体のずれとなっている。   In this way, an arbitrary focus image corresponding to the number of shots can be generated for each virtual image plane position. When arbitrary focus images are compared for each photographic data at a certain virtual image plane position, the shift for each divided aperture viewpoint image is synthesized and becomes the shift of the entire arbitrary focus image.

図10に示す処理によって構成された複数枚の任意焦点画像は画像データとして一旦メモリ6に保存され、その後高解像度化処理部9において高解像度任意焦点画像の生成に利用される。なお、上記のように複数枚の任意焦点画像は、メモリ6から画像間変化量検出部10および画像選択部11を介して高解像度化処理部9へ転送される。画像間変化量検出部10は、シーンの変化量として任意焦点画像の間の相違度または類似度を検出し、画像選択部11はシーンの変化量が所定の閾値以下である任意焦点画像を高解像度化処理部9へ転送する。   A plurality of arbitrary focus images formed by the processing shown in FIG. 10 are temporarily stored in the memory 6 as image data, and then used in the high resolution processing unit 9 to generate a high resolution arbitrary focus image. As described above, a plurality of arbitrary focus images are transferred from the memory 6 to the high resolution processing unit 9 via the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11. The inter-image change amount detection unit 10 detects a difference or similarity between arbitrary focus images as a scene change amount, and the image selection unit 11 increases an arbitrary focus image whose scene change amount is a predetermined threshold value or less. Transfer to the resolution processing unit 9.

ここで、高解像度化処理部9で行われる任意焦点画像の高解像度化処理について説明する。なお本実施形態では、高解像度化処理において同じ仮想像面位置で構成された複数枚の任意焦点画像を用いるものとするが、例えば若干仮想像面位置の異なる複数枚の任意焦点画像を用いて高解像度任意焦点画像を生成してもよい。高解像度化処理部9では、画像変位量推定部9aにおいて任意焦点画像間の画像変位量(画素位置対応)を推定した後、この画素変位量と任意焦点画像の画像データを用いて超解像処理部9bにおいて高解像度任意焦点画像を生成する。   Here, the high-resolution processing of the arbitrary focus image performed by the high-resolution processing unit 9 will be described. In the present embodiment, a plurality of arbitrary focus images configured at the same virtual image plane position are used in the resolution enhancement processing. For example, a plurality of arbitrary focus images having slightly different virtual image plane positions are used. A high resolution arbitrary focus image may be generated. In the high resolution processing unit 9, after the image displacement amount estimation unit 9a estimates the image displacement amount (corresponding to the pixel position) between the arbitrary focus images, super-resolution is performed using the pixel displacement amount and the image data of the arbitrary focus image. The processing unit 9b generates a high resolution arbitrary focus image.

なお高解像度化処理手段9では、図10の処理で構成された複数枚の任意焦点画像から1枚の基準画像を選択し、その基準画像に対して高解像度化処理を行う。このとき、基準画像の全体に対して高解像度化処理を行ってもよいが、例えばユーザが高解像度化処理を行いたい部分領域を選択するようにして、その部分領域についてのみ高解像度化処理を行うようにしてもよい。この場合、画像変位量を推定できるように画像変位量推定部9aに対して基準画像の部分領域の画像データを転送し、それ以外の任意焦点画像については基準画像の部分領域よりも大きい領域の画像データを転送するようにする。例えば、選択された基準画像の部分領域を1ブロックとして、その他の任意焦点画像については部分領域とその周辺を含む9ブロック分の画像データを転送するようにする。   Note that the resolution enhancement processing means 9 selects one reference image from a plurality of arbitrary focus images formed by the processing of FIG. 10, and performs the resolution enhancement processing on the reference image. At this time, the resolution enhancement process may be performed on the entire reference image. For example, the user may select a partial area for which the resolution enhancement process is to be performed, and the resolution enhancement process may be performed only on the partial area. You may make it perform. In this case, the image data of the partial region of the reference image is transferred to the image displacement amount estimation unit 9a so that the image displacement amount can be estimated, and the other arbitrary focal image has an area larger than the partial region of the reference image. Transfer image data. For example, the partial area of the selected reference image is set as one block, and the image data for nine blocks including the partial area and its periphery is transferred for the other arbitrary focus images.

図11は、画像変位量推定部9aで行われる画像変位量推定処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、図11に示すアルゴリズムの流れに添って画像変位量推定部9aで行われる画像変位量推定処理の説明を行う。まず、画像変位量推定の基準となる任意焦点画像を基準画像として1枚読み込む(S201)。本実施形態では、撮像システムのシャッターボタン(図示せず)が全押しされた直後の1回目の撮影で生成された撮影データから構成された任意焦点画像を基準画像とするが、基準画像をその他の任意焦点画像としてもよい。次に、基準画像を複数の画像変位パラメータで変形させ、画像列を生成する(S202)。このとき、例えば基準画像を所定の範囲で並進、回転させて画像列を生成する。それから、基準画像との間の画像変位量推定を行う参照画像として、図10の処理で構成された任意焦点画像のうち1枚の画像を読み込む(S203)。そして、領域ベースマッチング手法等のピクセルマッチング手法を用いて基準画像と参照画像との間で大まかな画素位置の対応付けを行う(S204)。これにより、基準画像と参照画像との間の画像変位量がピクセル(画素)レベルで求められる。   FIG. 11 is a flowchart showing an algorithm of an image displacement amount estimation process performed by the image displacement amount estimation unit 9a. Hereinafter, the image displacement amount estimation processing performed by the image displacement amount estimation unit 9a will be described in accordance with the algorithm flow shown in FIG. First, one arbitrary focus image serving as a reference for image displacement amount estimation is read as a reference image (S201). In this embodiment, an arbitrary focus image composed of shooting data generated in the first shooting immediately after a shutter button (not shown) of the imaging system is fully pressed is used as a reference image. It may be an arbitrary focus image. Next, the reference image is deformed with a plurality of image displacement parameters to generate an image sequence (S202). At this time, for example, an image sequence is generated by translating and rotating the reference image within a predetermined range. Then, one image is read from the arbitrary focus image formed by the processing of FIG. 10 as a reference image for estimating the image displacement amount with respect to the standard image (S203). Then, a rough pixel position is associated between the reference image and the reference image using a pixel matching method such as a region-based matching method (S204). Thereby, the image displacement amount between the standard image and the reference image is obtained at the pixel level.

次に、S202で基準画像を変形することにより生成された画像列と参照画像との間の類似度値を算出する(S205)。この類似度は、SSD(Sum of Squared Difference)やSAD(Sum of Absolute Difference)等の画像列と参照画像との差分として求めることができる。そしてS202において画像列を生成した際の画像変位パラメータと、S205で算出した類似度値との関係を用いて、離散的な類似度マップを作成する(S206)。それから、S206で作成した離散的な類似度マップを補完して連続的な類似度曲線を求め、この連続的な類似度曲線において類似度値の極値を探索する(S207)。離散的な類似度マップを補完して連続的な類似度曲線を求める方法としては、例えばパラボラフィッティングやスプライン補間法がある。この連続的な類似度曲線において類似度値が極値になるときの画像変位パラメータが、基準画像と参照画像との間の画像変位量として推定される。   Next, a similarity value between the image sequence generated by deforming the base image in S202 and the reference image is calculated (S205). This similarity can be obtained as a difference between an image sequence such as SSD (Sum of Squared Difference) and SAD (Sum of Absolute Difference) and a reference image. Then, a discrete similarity map is created using the relationship between the image displacement parameter when the image sequence is generated in S202 and the similarity value calculated in S205 (S206). Then, the discrete similarity map created in S206 is complemented to obtain a continuous similarity curve, and extreme values of similarity values are searched for in this continuous similarity curve (S207). As a method for obtaining a continuous similarity curve by complementing a discrete similarity map, for example, there is a parabolic fitting or a spline interpolation method. An image displacement parameter when the similarity value becomes an extreme value in the continuous similarity curve is estimated as an image displacement amount between the reference image and the reference image.

その後、超解像処理部9bにおける高解像度任意焦点画像の生成に用いられるすべての任意焦点画像について画像変位量推定が行われたかどうかを判定し(S208)、すべての任意焦点画像について画像変位量推定が行われていない場合には、図10の処理で構成された任意焦点画像のうち他の任意焦点画像を次の参照画像として(S209)、S203からS208までの処理を繰り返す。S208において、超解像処理部9bで用いられるすべての画像について画像変位量推定が行われたと判定された場合には処理を終了する。   Thereafter, it is determined whether image displacement amount estimation has been performed for all arbitrary focus images used for generation of high resolution arbitrary focus images in the super-resolution processing unit 9b (S208), and image displacement amounts for all arbitrary focus images. If the estimation has not been performed, the process from S203 to S208 is repeated using another arbitrary focus image as the next reference image among the arbitrary focus images formed by the process of FIG. 10 (S209). In S208, when it is determined that the image displacement amount estimation has been performed for all the images used in the super-resolution processing unit 9b, the process ends.

図12は、図11の処理において画像変位量推定部9aが求めた類似度曲線の例を示す図である。図12において、縦軸は類似度値を、横軸は図11のS202において画像列を生成した際の画像変位パラメータを示している。図12の例では、画像列と参照画像との間の類似度がSSDで算出されており、類似度曲線が離散的な類似度マップをパラボラフィッティングで補完することにより求められているため、類似度値が小さいほど類似度が高くなる。このように、離散的な類似度マップを補完して連続的な類似度曲線を求め、その極値(図12の例では極小値)を探索することにより、基準画像と参照画像との間の画像変位量をサブピクセルレベルで求めることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a similarity curve obtained by the image displacement amount estimation unit 9a in the process of FIG. In FIG. 12, the vertical axis indicates the similarity value, and the horizontal axis indicates the image displacement parameter when the image sequence is generated in S202 of FIG. In the example of FIG. 12, the similarity between the image sequence and the reference image is calculated by SSD, and the similarity curve is obtained by complementing a discrete similarity map by parabolic fitting. The smaller the degree value, the higher the degree of similarity. In this way, a continuous similarity curve is obtained by complementing the discrete similarity map, and by searching for its extreme value (minimum value in the example of FIG. 12), the reference image and the reference image are obtained. The amount of image displacement can be obtained at the subpixel level.

このように、画像変位量推定部9aで推定された画像変位量と、画像変位量を求めた任意焦点画像の画像データを超解像処理部9bへ転送し、基準画像に対して高解像度化処理を行う。   In this way, the image displacement amount estimated by the image displacement amount estimation unit 9a and the image data of the arbitrary focus image for which the image displacement amount is obtained are transferred to the super-resolution processing unit 9b, and the resolution is increased with respect to the reference image. Process.

図13は、超解像処理部9bで行われる高解像度化処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、図13に示すアルゴリズムの流れに添って超解像処理を用いた高解像度化処理の説明を行う。まず、基準画像の画像データと画像変位量推定部9aが画像変位量を推定した複数枚の任意焦点画像の画像データを読み込む(S301)。次に、基準画像を高解像度化処理のターゲット画像として、このターゲット画像に対しバイリニア補間やバイキュービック補間等の補完処理を行って初期画像z0を作成する(S302)。なおこの補間処理は、場合により省略することができる。 FIG. 13 is a flowchart showing an algorithm for high resolution processing performed in the super-resolution processing unit 9b. Hereinafter, the high resolution processing using the super-resolution processing will be described according to the algorithm flow shown in FIG. First, image data of a reference image and image data of a plurality of arbitrary focus images whose image displacement amount is estimated by the image displacement amount estimation unit 9a are read (S301). Next, using the reference image as a target image for high resolution processing, complementary processing such as bilinear interpolation or bicubic interpolation is performed on the target image to create an initial image z 0 (S302). This interpolation process can be omitted depending on circumstances.

それから、画像変位量推定部9aが推定した画像変位量を用いて、ターゲット画像と画像変位量が推定された任意焦点画像との間の画素対応関係を明らかにし、ターゲット画像の拡大座標を基準とする座標空間において重ねあわせ処理を行って、レジストレーション画像yを生成する(S303)。なおここでyは、レジストレーション画像の画像データを表すベクトルである。このレジストレーション画像yを生成する方法の詳細については、「田中・奥富、再構成型超解像処理の高速化アルゴリズム、Computer Vision and Image Media(CVIM) Vol.2004、No.113、pp.97-104 (2004-11)」に開示されている。S303における重ねあわせ処理は、図11の処理において画像変位量が推定された複数枚の任意焦点画像の各ピクセル値と、ターゲット画像の拡大座標との間で画素位置の対応付けを行い、各ピクセル値をターゲット画像の拡大座標の最も近い格子点上においていくことで行われる。このとき、同一の格子点上に複数のピクセル値をおく場合があるが、その場合にはそれらのピクセル値に対して平均化処理を実施する。   Then, using the image displacement amount estimated by the image displacement amount estimation unit 9a, the pixel correspondence between the target image and the arbitrary focus image where the image displacement amount is estimated is clarified, and the enlarged coordinates of the target image are used as a reference. The registration process is performed in the coordinate space to generate a registration image y (S303). Here, y is a vector representing the image data of the registration image. For details of the method for generating this registration image y, see “Tanaka / Okutomi, High-speed Algorithm for Reconfigurable Super-Resolution Processing, Computer Vision and Image Media (CVIM) Vol. 2004, No. 113, pp. 97 -104 (2004-11) ”. In the superimposition process in S303, the pixel position is associated between each pixel value of a plurality of arbitrary focus images whose image displacement amount has been estimated in the process of FIG. 11 and the enlarged coordinates of the target image. This is done by moving the value over the closest grid point of the enlarged coordinates of the target image. At this time, a plurality of pixel values may be set on the same grid point. In this case, averaging processing is performed on these pixel values.

次に、光学伝達関数(OTF、Optical Transfer Function)、CCDアパーチャ(CCD開口)等の撮像特性を考慮した点広がり関数(PSF、Point Spread Function)を求める(S304)。このPSFは、以下の式(5)における行列Aに反映され、例えば簡易的にGauss関数を用いることができる。それから、S303で生成されたレジストレーション画像yとS304で求められたPSFを用いて、以下の式(5)で表される評価関数f(z)の最小化を行い(S305)、f(z)が最小化されたかどうかを判定する(S306)。   Next, a point spread function (PSF) in consideration of imaging characteristics such as an optical transfer function (OTF, Optical Transfer Function) and a CCD aperture (CCD aperture) is obtained (S304). This PSF is reflected in the matrix A in the following formula (5), and for example, a Gauss function can be used simply. Then, using the registration image y generated in S303 and the PSF obtained in S304, the evaluation function f (z) represented by the following equation (5) is minimized (S305), and f (z ) Is minimized (S306).

Figure 2008294741
Figure 2008294741

式(5)において、yはS603で生成されたレジストレーション画像の画像データを表す列ベクトル、zはターゲット画像を高解像度化した高解像度任意焦点画像の画像データを表す列ベクトル、AはPSF等を含めた撮像システムの特性をあらわす画像変換行列である。また、g(z)は画像の滑らかさや画像の色の相関等を考慮した正則化項であり、λは重み係数である。式(5)で表される評価関数f(z)の最小化には、例えば最急降下法を用いることができる。最急降下法を用いる場合には、f(z)をzの各要素で偏微分した値を計算して、それらの値を要素とするベクトルを生成する。そして以下の式(6)に示すように、偏微分した値を要素とするベクトルをzに付加することにより、高解像度任意焦点画像zを更新させていき(S307)、f(z)が最小となるzを求める。 In Expression (5), y is a column vector representing the image data of the registration image generated in S603, z is a column vector representing the image data of the high-resolution arbitrary focus image obtained by increasing the resolution of the target image, A is a PSF, etc. Is an image conversion matrix that represents the characteristics of the imaging system including. Also, g (z) is a regularization term that takes into account the smoothness of the image, the correlation between the colors of the image, and the like, and λ is a weighting factor. For example, the steepest descent method can be used to minimize the evaluation function f (z) represented by the equation (5). When the steepest descent method is used, a value obtained by partially differentiating f (z) by each element of z is calculated, and a vector having these values as elements is generated. Then, as shown in the following equation (6), by adding a vector whose element is a partial differentiated value to z, the high-resolution arbitrary focus image z is updated (S307), and f (z) is minimized. Z is obtained.

Figure 2008294741
Figure 2008294741

式(6)において、znはn回目の更新を行った高解像度任意焦点画像の画像データを表す列ベクトルであり、αは更新量の歩み幅である。なお、最初のS305の処理では、高解像度任意焦点画像zとしてS302で求められた初期画像z0を用いることができる。S306においてf(z)が最小化されたと判定された場合には処理を終了し、そのときのznを最終的な高解像度任意焦点画像としてメモリ6等に記録する。このようにして、図10の処理で構成された任意焦点画像よりも解像の高い高解像度任意焦点画像を得ることができる。 In Equation (6), z n is a column vector representing the image data of the high-resolution arbitrary focus image that has been updated n times, and α is the step of the update amount. In the process of the first S305, it is possible to use the initial images z 0 obtained in S302 as a high-resolution arbitrary focus image z. If it is determined in step S306 that f (z) has been minimized, the process ends, and z n at that time is recorded in the memory 6 or the like as a final high-resolution arbitrary focus image. In this way, it is possible to obtain a high-resolution arbitrary focus image having a higher resolution than the arbitrary focus image configured by the processing of FIG.

図14は、超解像処理部9bの構成例を示すブロック図である。ここで、超解像処理部9bで行われる超解像処理を用いた高解像度化処理についてさらに説明する。図14に示す超解像処理部9bは、補間拡大部201、画像蓄積部202、PSFデータ保持部203、畳込み積分部204、レジストレーション画像生成部205、画像比較部206、畳込み積分部207、正則化項演算部208、更新画像生成部209、収束判定部210から構成される。   FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of the super-resolution processing unit 9b. Here, the high resolution processing using the super resolution processing performed in the super resolution processing unit 9b will be further described. 14 includes an interpolation enlarging unit 201, an image storage unit 202, a PSF data holding unit 203, a convolution integration unit 204, a registration image generation unit 205, an image comparison unit 206, and a convolution integration unit. 207, a regularization term calculation unit 208, an update image generation unit 209, and a convergence determination unit 210.

はじめに、基準画像を高解像化処理のターゲット画像として補間拡大部201に与え、ターゲット画像の補間拡大を行う(図13のS302に対応)。ここで用いられる補間拡大の方法としては、例えばバイリニア補間やバイキュービック補間などが挙げられる。補間拡大部201において補間拡大されたターゲット画像は、例えば初期画像z0として画像蓄積部202に送られ、ここに蓄積される。次に、補間拡大されたターゲット画像は畳込み積分部204に与えられ、PSFデータ保持部203により与えられるPSFデータ(式(5)の画像変換行列Aに相当)との間で畳込み積分が行われる。 First, a reference image is given to the interpolation enlargement unit 201 as a target image for high resolution processing, and interpolation enlargement of the target image is performed (corresponding to S302 in FIG. 13). Examples of the interpolation enlargement method used here include bilinear interpolation and bicubic interpolation. The target image interpolated and enlarged by the interpolation enlargement unit 201 is sent to the image storage unit 202 as, for example, an initial image z 0 and stored therein. Next, the interpolation-enlarged target image is supplied to the convolution integration unit 204, and convolution integration is performed with the PSF data (corresponding to the image conversion matrix A in Expression (5)) provided by the PSF data holding unit 203. Done.

また、ターゲット画像および画像変位量推定部9aが画像変位量を推定した複数枚の参照画像は、レジストレーション画像生成部205に与えられ、画像変位量推定部20aで求められた画像変位量を元にターゲット画像の拡大座標を基準とする座標空間で重ねあわせ処理を行うことにより、レジストレーション画像yが生成される(図13のS303に対応)。レジストレーション画像生成部205における重ねあわせ処理は、例えば画像変位量推定部9aが画像変位量を推定した複数枚の任意焦点画像の各ピクセル値と、ターゲット画像の拡大座標との間で画素位置の対応付けを行い、各ピクセル値をターゲット画像の拡大座標の最も近い格子点上においていくことで行われる。このとき、同一の格子点上に複数のピクセル値をおく場合があるが、その場合にはそれらのピクセル値に対して平均化処理を実施する。   Further, the target image and the plurality of reference images whose image displacement amount estimation unit 9a has estimated the image displacement amount are given to the registration image generation unit 205, and the image displacement amount obtained by the image displacement amount estimation unit 20a is based on the image displacement amount. In addition, a registration image y is generated by performing an overlay process in a coordinate space based on the enlarged coordinates of the target image (corresponding to S303 in FIG. 13). The registration process in the registration image generation unit 205 is performed by, for example, changing the pixel position between each pixel value of a plurality of arbitrary focus images whose image displacement amount is estimated by the image displacement amount estimation unit 9a and the enlarged coordinates of the target image. This is done by associating each pixel value on the grid point closest to the enlarged coordinates of the target image. At this time, a plurality of pixel values may be set on the same grid point. In this case, averaging processing is performed on these pixel values.

畳込み積分部204において畳込み積分された画像データ(ベクトル)は画像比較部206に送られ、レジストレーション画像生成部205において生成されたレジストレーション画像yとの間で、同一のピクセル位置におけるピクセル値の差分を算出することにより、差分画像データ(式(5)の(y−Az)に相当)が生成される。画像比較部206において生成された差分画像データは畳込み積分部207に与えられ、PSFデータ保持部203により与えられるPSFデータとの間で畳込み積分が行われる。畳込み積分部207は、例えば式(5)における画像変換行列Aの転置行列と差分画像データを表す列ベクトルとを畳込み積分することにより、式(5)の‖y−Az‖2をzの各要素で偏微分したベクトルを生成する。 The image data (vector) convolved and integrated in the convolution integration unit 204 is sent to the image comparison unit 206, and the pixel at the same pixel position with the registration image y generated in the registration image generation unit 205. Difference image data (corresponding to (y−Az) in Expression (5)) is generated by calculating the difference between the values. The difference image data generated in the image comparison unit 206 is given to the convolution integration unit 207, and convolution integration is performed with the PSF data given by the PSF data holding unit 203. Convolution unit 207, for example, by integrating convolution and a column vector representing a transposed matrix and the difference image data of the image transformation matrix A in equation (5), ‖y-Az‖ 2 and z of formula (5) Generates a vector obtained by partial differentiation with respect to each element of.

また、画像蓄積部202に蓄積された画像は正則化項演算部208に与えられ、式(5)における正則化項g(z)が求められると共に、正則化項g(z)をzの各要素で偏微分したベクトルが求められる。正則化項演算部208は、例えば、画像蓄積部202に蓄積された画像データに対して、RGBからYCrbの色変換処理を行い、そのYCrb成分(輝度成分と色差成分)に対して周波数高域通過フィルタ(ラプラシアンフィルタ)を畳込み積分したベクトルを求める。そして、このベクトルの二乗ノルム(長さの二乗)を正則化項g(z)として、g(z)をzの各要素で偏微分したベクトルを生成する。Cr、Cb成分(色差成分)にラプラシアンフィルタを掛けると偽色の成分が抽出されるため、正則化項g(z)を最小化することにより偽色の成分を除去することができる。このため、式(5)に正則化項g(z)を含めることで「一般に画像の色差成分は滑らかな変化である」という画像の先験情報を用いることとなり、色差を抑制した高解像度画像を安定して求めることが可能となる。 Further, the image stored in the image storage unit 202 is given to the regularization term calculation unit 208, and the regularization term g (z) in the equation (5) is obtained, and the regularization term g (z) is changed to each of z. A vector obtained by partial differentiation with respect to elements is obtained. For example, the regularization term calculation unit 208 performs color conversion processing from RGB to YC r C b on the image data stored in the image storage unit 202, and YC r C b components (luminance component and color difference component) thereof. Then, a vector obtained by convolution integration of a frequency high-pass filter (Laplacian filter) is obtained. Then, a square norm (the square of the length) of this vector is used as a regularization term g (z), and a vector obtained by partial differentiation of g (z) with respect to each element of z is generated. If a Laplacian filter is applied to the C r and C b components (color difference components), a false color component is extracted. Therefore, the false color component can be removed by minimizing the regularization term g (z). Therefore, by including the regularization term g (z) in the expression (5), the a priori information of the image that “the color difference component of the image is generally a smooth change” is used, and the high-resolution image in which the color difference is suppressed. Can be obtained stably.

畳込み積分部207で生成された画像データ(ベクトル)、画像蓄積部202に蓄積された画像データ(ベクトル)、正則化項演算部208で生成された画像データ(ベクトル)は、更新画像生成部209に与えられる。更新画像生成部209では、これらの画像データ(ベクトル)が式(5)、式(6)に示すλ、α等の重み係数を乗じて加算され、更新された高解像度任意焦点画像が生成される(式(6)に対応)。   The image data (vector) generated by the convolution integration unit 207, the image data (vector) stored in the image storage unit 202, and the image data (vector) generated by the regularization term calculation unit 208 are updated image generation units. 209. In the updated image generation unit 209, these image data (vectors) are multiplied by weighting coefficients such as λ and α shown in Equations (5) and (6) and added to generate an updated high-resolution arbitrary focus image. (Corresponding to equation (6)).

それから、更新画像生成部209において更新された高解像度任意焦点画像は、収束判定部210へ与えられ、収束判定が行われる。この収束判定では、収束にかかった繰り返し演算回数が一定回数よりも多くなった場合に高解像度任意焦点画像の更新作業が収束したと判断しても良いし、また、過去に更新された高解像度任意焦点画像を記録しておき、現在の高解像度任意焦点画像との差分を取って、その更新量が一定の値よりも少ないと判断された場合に高解像度任意焦点画像の更新作業が収束したと判断しても良い。   Then, the high-resolution arbitrary focus image updated in the updated image generation unit 209 is given to the convergence determination unit 210, and the convergence determination is performed. In this convergence determination, it may be determined that the update operation of the high-resolution arbitrary focus image has converged when the number of repeated computations required for the convergence is greater than a certain number, or the high-resolution updated in the past Recording the arbitrary focus image, taking the difference from the current high resolution arbitrary focus image, the update work of the high resolution arbitrary focus image has converged when it is determined that the update amount is less than a certain value You may judge.

収束判定部210において更新作業が収束したと判断された場合には、更新された高解像度任意焦点画像は最終的な高解像度任意焦点画像として外部へ出力される。更新作業が収束していないと判断された場合には、更新された高解像度任意焦点画像は画像蓄積部202へ与えられ、次回の更新作業に利用される。この高解像度任意焦点画像は、次回の更新作業のために畳込み積分部204、正則化項演算部208へ与えられる。以上の処理を繰り返し、更新画像生成部209で高解像度任意焦点画像を更新していくことで、良好な高解像度任意焦点画像を得ることができる。なおレジストレーション画像yを生成する代わりに、各参照画像に重み係数をかける方法で超解像処理部9bにおける高解像度化処理を行うこともできる。   When the convergence determination unit 210 determines that the update operation has converged, the updated high resolution arbitrary focus image is output to the outside as the final high resolution arbitrary focus image. If it is determined that the update operation has not converged, the updated high-resolution arbitrary focus image is given to the image storage unit 202 and used for the next update operation. This high resolution arbitrary focus image is given to the convolution integration unit 204 and the regularization term calculation unit 208 for the next update operation. By repeating the above processing and updating the high-resolution arbitrary focus image by the update image generation unit 209, a good high-resolution arbitrary focus image can be obtained. Instead of generating the registration image y, the super-resolution processing unit 9b can perform high resolution processing by applying a weighting coefficient to each reference image.

本実施形態では、撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2、光電変換素子3等を有する撮影手段で複数回の撮影を行って複数枚の任意焦点画像を構成し、これらの微小な位置ずれがある任意焦点画像間の画像変位量を推定して高解像度任意焦点画像を生成するため、広い範囲の仮想像面位置における任意焦点画像を高解像度化した高解像度任意焦点画像を生成することが可能となる。   In this embodiment, a plurality of arbitrary focus images are formed by photographing a plurality of times by photographing means having the imaging optical system 1, the microlens array 2, the photoelectric conversion element 3, and the like, and there is a slight misalignment of these. Since a high-resolution arbitrary-focus image is generated by estimating the amount of image displacement between arbitrary-focus images, it is possible to generate a high-resolution arbitrary-focus image obtained by increasing the resolution of the arbitrary-focus image in a wide range of virtual image plane positions. Become.

(実施形態2)
図15は、本発明の実施形態2に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る撮像システムの構成および処理は、以下に示す点を除いて実施形態1に係る撮像システムと同様であり、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system according to the second embodiment of the present invention. The configuration and processing of the imaging system according to this embodiment are the same as those of the imaging system according to Embodiment 1 except for the following points, and only different parts will be described.

本実施形態に係る撮像システムは、実施形態1に係る撮像システムの構成要素に加えて撮像部移動機構15と撮像部移動量記録部16を備えている。また本実施形態に係る撮像システムでは、高解像度化処理部9に画像変位量推定部9aがなく、超解像処理部9bのみで構成されている。   The imaging system according to the present embodiment includes an imaging unit moving mechanism 15 and an imaging unit movement amount recording unit 16 in addition to the components of the imaging system according to the first embodiment. In the imaging system according to the present embodiment, the high resolution processing unit 9 does not include the image displacement amount estimation unit 9a, and is configured only by the super-resolution processing unit 9b.

撮像部移動機構15は、撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2および光電変換素子3のうち少なくとも1つを光軸Aに垂直な面内で移動させる。この撮像部移動機構15として、例えば既存の手振れ補正機構等で利用されている駆動機構を利用することができる。なお本実施形態では、マイクロレンズアレイ2と光電変換素子3の位置関係が変わらないように、マイクロレンズアレイ2と光電変換素子3を同じ移動量および同じ移動方向で移動させるものとする。   The imaging unit moving mechanism 15 moves at least one of the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3 in a plane perpendicular to the optical axis A. As this imaging unit moving mechanism 15, for example, a driving mechanism used in an existing camera shake correction mechanism or the like can be used. In the present embodiment, the microlens array 2 and the photoelectric conversion element 3 are moved in the same movement amount and in the same movement direction so that the positional relationship between the microlens array 2 and the photoelectric conversion element 3 does not change.

また撮像部移動量記録部16は、撮影が行われるごとに、撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2および光電変換素子3のうち撮像部移動機構15によって移動されるものの移動量および移動方向を記録する。この撮像部移動量記録部16として、例えば手振れ補正機構のジャイロセンサ等を利用することができる。   The imaging unit moving amount recording unit 16 records the moving amount and moving direction of the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3 that are moved by the imaging unit moving mechanism 15 each time shooting is performed. To do. As the imaging unit movement amount recording unit 16, for example, a gyro sensor of a camera shake correction mechanism can be used.

撮像部移動量記録部16は、撮影ごとの移動量および移動方向を高解像度化処理部9へ転送する。本実施形態では、撮像部移動量記録部16が上記の移動量を任意焦点画像構成部8で構成された任意焦点画像のスケールに縮小して高解像度化処理部9へ送るようになっている。任意焦点画像のスケールは任意焦点画像の分解能、即ちマイクロレンズ20の数で決まる。例えば本実施形態では、任意焦点画像の分解能は光電変換素子3の画素数の1/25であり、実際の移動量の1/5が任意焦点画像間のずれ量として送られる。一般的に1つのマイクロレンズ20に対応する画素配列30がn行n列である場合には、実際の移動量の1/nが任意焦点画像間のずれ量となる。   The imaging unit movement amount recording unit 16 transfers the movement amount and movement direction for each photographing to the high resolution processing unit 9. In the present embodiment, the imaging unit movement amount recording unit 16 reduces the above movement amount to the scale of the arbitrary focus image formed by the arbitrary focus image configuration unit 8 and sends it to the high resolution processing unit 9. . The scale of the arbitrary focus image is determined by the resolution of the arbitrary focus image, that is, the number of microlenses 20. For example, in the present embodiment, the resolution of the arbitrary focus image is 1/25 of the number of pixels of the photoelectric conversion element 3, and 1/5 of the actual movement amount is sent as the shift amount between the arbitrary focus images. In general, when the pixel array 30 corresponding to one microlens 20 has n rows and n columns, 1 / n of the actual movement amount is the shift amount between the arbitrary focus images.

画像間変化量検出部10は、実施形態1と同様にシーンの変化量として任意焦点画像の間の相違度または類似度を検出し、画像選択部11はシーンの変化量が所定の閾値以下である任意焦点画像を高解像度化処理部9へ転送する。本実施形態では、実施形態1の場合よりもシーンの変化量がさらに少ない任意焦点画像のみを高解像度化処理部9へ送るようになっている。これは、高解像度化処理部9に画像変位量推定部9aがないためである。   Similar to the first embodiment, the inter-image change amount detection unit 10 detects a difference or similarity between arbitrary focus images as a scene change amount, and the image selection unit 11 determines that the scene change amount is equal to or less than a predetermined threshold. A certain arbitrary focus image is transferred to the high resolution processing unit 9. In the present embodiment, only an arbitrary focus image with a smaller amount of scene change than that in the first embodiment is sent to the high resolution processing unit 9. This is because the high resolution processing unit 9 does not have the image displacement amount estimation unit 9a.

図16は、画像間変化量検出部10および画像選択部11で行われる処理を示すフローチャートである。なお実施形態1においても、画像間変化量検出部10および画像選択部11は、図16に示す処理とほぼ同様の処理を行っている。   FIG. 16 is a flowchart illustrating processing performed by the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11. Also in the first embodiment, the inter-image change amount detection unit 10 and the image selection unit 11 perform substantially the same processing as the processing shown in FIG.

まず、任意焦点画像構成部8で構成された任意焦点画像を1枚読み込む(S401)。次に、任意焦点画像の読み込みが1回目かどうかを判定し(S402)、1回目である場合にはその任意焦点画像を基準画像として(S408)、次の任意焦点画像を読み込む(S401)。基準画像以外の2枚目以降の任意焦点画像については、基準画像とその任意焦点画像との差分値(上記の相違度等)を計算し(S403)、差分値が閾値以下かどうかを判定する(S404)。任意焦点画像と基準画像の差分値が閾値以下である場合には、その任意焦点画像を超解像処理部9bへ転送する転送用画像として登録する(S405)。それから、すべての任意焦点画像について読み込みが完了したかどうかを判定し(S406)、読み込みが完了していない場合にはS401からS406までの処理を繰り返す。すべての任意焦点画像の読み込みが完了した場合には、S405で転送用画像として登録された任意焦点画像と基準画像を超解像処理部9bへ転送する。   First, one arbitrary focus image formed by the arbitrary focus image construction unit 8 is read (S401). Next, it is determined whether or not the arbitrary focus image is read for the first time (S402). If it is the first time, the arbitrary focus image is used as a reference image (S408), and the next arbitrary focus image is read (S401). For the second and subsequent arbitrary focus images other than the reference image, a difference value (such as the above difference) between the reference image and the arbitrary focus image is calculated (S403), and it is determined whether the difference value is equal to or less than a threshold value. (S404). If the difference value between the arbitrary focus image and the reference image is equal to or smaller than the threshold value, the arbitrary focus image is registered as a transfer image to be transferred to the super-resolution processing unit 9b (S405). Then, it is determined whether or not reading has been completed for all arbitrary focus images (S406). If reading has not been completed, the processing from S401 to S406 is repeated. When all the arbitrary focus images have been read, the arbitrary focus image and the reference image registered as transfer images in S405 are transferred to the super-resolution processing unit 9b.

その後、超解像処理部9bは転送された基準画像および任意焦点画像と、撮像部移動量記録部16から転送された移動量および移動方向を用いて高解像度任意焦点画像を生成する。本実施形態において超解像処理部9bは、実施形態1における画像変位量の代わりに上記の移動量および移動方向を用いて高解像度化任意焦点画像を生成する。   Thereafter, the super-resolution processing unit 9b generates a high-resolution arbitrary focus image using the transferred reference image and arbitrary focus image and the movement amount and movement direction transferred from the imaging unit movement amount recording unit 16. In the present embodiment, the super-resolution processing unit 9b generates a high-resolution arbitrary focus image using the above-described movement amount and movement direction instead of the image displacement amount in the first embodiment.

本実施形態では、撮像部移動機構15で撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2および光電変換素子3のうち少なくとも1つを移動させ、撮像部移動記録部16でその移動量および移動方向を記録し、記録された移動量および移動方向を用いて高解像度化任意焦点画像を生成するため、画像変位量を推定することなく短時間で高解像度化任意焦点画像を生成することが可能となる。その他の効果については、実施形態1に係る撮像システムと同様である。   In the present embodiment, at least one of the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3 is moved by the imaging unit moving mechanism 15, and the movement amount and the moving direction are recorded by the imaging unit movement recording unit 16. Since the high-resolution arbitrary focus image is generated using the recorded movement amount and movement direction, the high-resolution arbitrary focus image can be generated in a short time without estimating the image displacement amount. Other effects are the same as those of the imaging system according to the first embodiment.

(実施形態3)
図17は、本発明の実施形態3に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態に係る撮像システムの構成および処理は、以下に示す点を除いて実施形態1に係る撮像システムと同様であり、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system according to Embodiment 3 of the present invention. The configuration and processing of the imaging system according to this embodiment are the same as those of the imaging system according to Embodiment 1 except for the following points, and only different parts will be described.

本実施形態に係る撮像システムは、実施形態1に係る撮像システムの構成要素に加えて撮像部移動機構15を備えている。撮像部移動機構15は、実施形態2と同様に撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2および光電変換素子3のうち少なくとも1つを光軸Aに垂直な面内で移動させる。   The imaging system according to the present embodiment includes an imaging unit moving mechanism 15 in addition to the components of the imaging system according to the first embodiment. The imaging unit moving mechanism 15 moves at least one of the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3 in a plane perpendicular to the optical axis A as in the second embodiment.

しかし本実施形態では、高解像度化処理部9に画像変位量推定部9aが設けられており、画像変位量推定部9aは実施形態1と同様に基準画像とその他の任意焦点画像との間の画像変位量を推定する。なお本実施形態では、実施形態1と同様の処理により高解像度化任意焦点画像を生成する。   However, in the present embodiment, an image displacement amount estimation unit 9a is provided in the high resolution processing unit 9, and the image displacement amount estimation unit 9a is provided between the reference image and other arbitrary focus images as in the first embodiment. Estimate the amount of image displacement. In the present embodiment, a high resolution arbitrary focus image is generated by the same processing as in the first embodiment.

本実施形態では、撮像部移動機構15が撮像光学系1、マイクロレンズアレイ2および光電変換素子3のうち少なくとも1つを移動させるため、適当な位置ずれを自発的に発生させることが可能となる。その他の効果については、実施形態1に係る撮像システムと同様である。   In the present embodiment, since the imaging unit moving mechanism 15 moves at least one of the imaging optical system 1, the microlens array 2, and the photoelectric conversion element 3, it is possible to spontaneously generate an appropriate positional deviation. . Other effects are the same as those of the imaging system according to the first embodiment.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態ではすべての構成要素が1つの撮像装置に搭載されている例を示しているが、例えば任意焦点画像構成部8や高解像度化処理部9における処理をパーソナルコンピュータ等の画像処理装置で行うようにしてもよい。また上記の実施形態では、高解像度化処理部9において超解像処理による高解像度化処理を行っているが、超解像処理以外の高解像度化処理を行うようにしてもよい。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements that can be made within the scope of the technical idea. For example, in the above embodiment, an example is shown in which all the components are mounted on one imaging device. For example, the processing in the arbitrary focus image configuration unit 8 or the high resolution processing unit 9 is performed by an image such as a personal computer. You may make it perform with a processing apparatus. In the above-described embodiment, the resolution enhancement processing unit 9 performs the resolution enhancement processing by the super-resolution processing. However, the resolution enhancement processing other than the super-resolution processing may be performed.

本発明の実施形態1に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system according to Embodiment 1 of the present invention. マイクロレンズアレイ2と光電変換素子3の一部を示す拡大図である。2 is an enlarged view showing a part of a microlens array 2 and a photoelectric conversion element 3. FIG. 撮像光学系へ入射し1つのマイクロレンズを通過した光線が光電変換素子上に像を形成する様子を光軸の垂直方向から見た図である。It is the figure which looked at a mode that the light ray which injected into the imaging optical system and passed through one microlens forms an image on a photoelectric conversion element from the perpendicular direction of the optical axis. 撮像光学系の開口と画素配列を光軸の方向から見た図である。It is the figure which looked at the opening and pixel arrangement | sequence of an imaging optical system from the direction of the optical axis. マイクロレンズアレイと光電変換素子への光の入射状態を光軸の垂直方向から見た図である。It is the figure which looked at the incident state of the light to a microlens array and a photoelectric conversion element from the orthogonal | vertical direction of the optical axis. 仮想像面上のある画素を通過する光束が撮像光学系のどの分割開口から射出され、どのマイクロレンズへ入射するかを光軸の垂直方向から見た場合の図である。It is a figure at the time of seeing from which perpendicular | vertical direction of an optical axis which light beam which passes a certain pixel on a virtual image surface is inject | emitted from which division | segmentation aperture of an imaging optical system, and which microlens enters. 撮像光学系の1つの分割開口から射出され、仮想像面上の1つの画素を通過した光束が2つのマイクロレンズにまたがって入射する場合を光軸の垂直方向から見た図である。It is the figure seen from the orthogonal | vertical direction of an optical axis when the light beam inject | emitted from one division | segmentation opening of an imaging optical system and passed through one pixel on a virtual image surface straddles two microlenses. 実施形態1に係る撮像システムにおいて任意焦点画像を精度良く再構成できる仮想像面の設定範囲を示した図である。It is the figure which showed the setting range of the virtual image plane which can reconfigure | reconstruct an arbitrary focus image accurately in the imaging system which concerns on Embodiment 1. FIG. さらに任意焦点画像を精度良く再構成できる仮想像面の設定範囲を示した図である。Furthermore, it is the figure which showed the setting range of the virtual image plane which can reconstruct an arbitrary focus image accurately. 複数枚の任意焦点画像が構成されるまでの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process until several sheets of arbitrary focus images are comprised. 画像変位量推定部で行われる画像変位量推定処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the image displacement amount estimation process performed in an image displacement amount estimation part. 図11の処理において画像変位量推定部が求めた類似度曲線の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the similarity curve which the image displacement amount estimation part calculated | required in the process of FIG. 超解像処理部で行われる高解像度化処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm of the high resolution process performed in a super-resolution process part. 超解像処理部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a super-resolution process part. 本発明の実施形態2に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the imaging system which concerns on Embodiment 2 of this invention. 画像間変化量検出部および画像選択部で行われる処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the variation detection part between images, and an image selection part. 本発明の実施形態3に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the imaging system which concerns on Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像光学系
2 マイクロレンズアレイ
3 光電変換素子
4 駆動回路
5 撮像制御部
6 メモリ
7 ユーザI/F部
8 任意焦点画像構成部
9 高解像度化処理部
9a 画像変位量推定部
9b 超解像処理部
10 画像間変化量検出部
11 画像選択部
15 撮像部移動機構
16 撮像部移動量記録部
20 マイクロレンズ
30 画素配列
31 画素
201 補間拡大部
202 画像蓄積部
203 PSFデータ保持部
204 畳込み積分部
205 レジストレーション画像生成部
206 画像比較部
207 畳込み積分部
208 正則化項演算部
209 更新画像生成部
210 収束判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging optical system 2 Micro lens array 3 Photoelectric conversion element 4 Drive circuit 5 Imaging control part 6 Memory 7 User I / F part 8 Arbitrary focus image structure part 9 High resolution processing part 9a Image displacement amount estimation part 9b Super-resolution processing Unit 10 Inter-image change amount detection unit 11 Image selection unit 15 Imaging unit moving mechanism 16 Imaging unit movement amount recording unit 20 Micro lens 30 Pixel array 31 Pixel 201 Interpolation enlargement unit 202 Image storage unit 203 PSF data holding unit 204 Convolution integration unit 205 Registration Image Generation Unit 206 Image Comparison Unit 207 Convolution Integration Unit 208 Regularization Term Calculation Unit 209 Update Image Generation Unit 210 Convergence Determination Unit

Claims (6)

被写界からの光が通過する撮像光学系と、前記撮像光学系を通過した光が入射され、前記撮像光学系の開口の異なる領域を通過した光を分離して射出する分離光学系と、前記分離光学系によって分離して射出された光が入射され、前記分離光学系によって形成された像を電気信号に変換して撮影データを生成する光電変換素子と、を有する撮影手段と、
前記光電変換素子によって生成された撮影データに基づいて、所定範囲内の任意の像面位置における画像である任意焦点画像を再構成することが可能な任意焦点画像構成手段と、
前記撮影手段に複数回の撮影を行わせ、前記任意焦点画像構成手段に前記複数回の撮影で生成された撮影データに基づいて複数枚の任意焦点画像を構成させる撮像制御手段と、
前記複数枚の任意焦点画像を用いて、前記任意焦点画像よりも解像度の高い高解像度任意焦点画像を生成する高解像度化処理手段と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
An imaging optical system through which light from the object field passes, and a separation optical system in which light that has passed through the imaging optical system is incident and separates and emits light that has passed through different areas of the aperture of the imaging optical system; A photoelectric conversion element that receives the light separated and emitted by the separation optical system and converts the image formed by the separation optical system into an electrical signal to generate photographing data;
Arbitrary focus image constructing means capable of reconstructing an arbitrary focus image, which is an image at an arbitrary image plane position within a predetermined range, based on photographing data generated by the photoelectric conversion element;
An imaging control unit that causes the imaging unit to perform a plurality of times of imaging, and causes the arbitrary focus image configuration unit to configure a plurality of arbitrary focus images based on imaging data generated by the plurality of times of imaging;
High resolution processing means for generating a high resolution arbitrary focus image having a higher resolution than the arbitrary focus image using the plurality of arbitrary focus images;
An imaging system comprising:
前記複数枚の任意焦点画像の間の画像変位量を推定する画像変位量推定手段を備え、前記高解像度化処理手段は、前記画像変位量推定手段によって推定された前記画像変位量を用いて前記高解像度任意焦点画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。   Image displacement amount estimation means for estimating an image displacement amount between the plurality of arbitrary focus images is provided, and the resolution enhancement processing means uses the image displacement amount estimated by the image displacement amount estimation means. The imaging system according to claim 1, wherein a high-resolution arbitrary focus image is generated. 前記撮像光学系、前記分離光学系および前記光電変換素子のうち少なくとも1つを前記撮影手段の光軸に対して垂直な面内で移動させる撮像部移動手段を備え、
前記撮像制御手段は、前記撮影手段が撮影を行うごとに、前記撮像光学系、前記分離光学系および前記光電変換素子のうち少なくとも1つを前記撮像部移動手段によって移動させることを特徴とする請求項2に記載の撮像システム。
An imaging unit moving unit that moves at least one of the imaging optical system, the separation optical system, and the photoelectric conversion element in a plane perpendicular to the optical axis of the imaging unit;
The imaging control unit moves at least one of the imaging optical system, the separation optical system, and the photoelectric conversion element by the imaging unit moving unit every time the imaging unit performs imaging. Item 3. The imaging system according to Item 2.
前記撮影手段が撮影を行うごとに、前記撮像光学系、前記分離光学系および前記光電変換素子のうち前記撮像部移動手段によって移動されるものの移動量および移動方向を記録する撮像部移動量記録手段を備え、
前記高解像度化処理手段は、前記撮像部移動量記録手段に記録された前記移動量および前記移動方向を用いて前記高解像度任意焦点画像を生成することを特徴とする請求項3に記載の撮像システム。
An imaging unit movement amount recording unit that records a movement amount and a movement direction of the imaging optical system, the separation optical system, and the photoelectric conversion element that are moved by the imaging unit movement unit each time the imaging unit performs imaging. With
The imaging according to claim 3, wherein the high-resolution processing unit generates the high-resolution arbitrary focus image using the movement amount and the movement direction recorded in the imaging unit movement amount recording unit. system.
前記撮像部移動手段は、前記分離光学系および前記光電変換素子を同じ移動量および同じ移動方向で移動させることを特徴とする請求項4に記載の撮像システム。   The imaging system according to claim 4, wherein the imaging unit moving unit moves the separation optical system and the photoelectric conversion element with the same movement amount and the same movement direction. 前記複数枚の任意焦点画像の間の相違度または類似度を検出する画像間変化量検出手段と、前記画像間変化量検出手段の検出した相違度または類似度に基づいて前記高解像度任意焦点画像の生成に用いる前記任意焦点画像を選択する画像選択手段と、を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の撮像システム。   Inter-image change amount detecting means for detecting a difference or similarity between the plurality of arbitrary focus images, and the high-resolution arbitrary focus image based on the difference or similarity detected by the inter-image change amount detecting means. The image pickup system according to claim 1, further comprising: an image selection unit that selects the arbitrary focus image used for generating the image.
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JP (1) JP2008294741A (en)

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010191883A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Nikon Corp Image-capturing device and image processing program
JP2010239514A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Olympus Corp Imaging system, image processing method and program
JP2010263572A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Sony Corp Imaging device
JP2011109310A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Nikon Corp Image synthesizing device and imaging device
WO2011081187A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-07 株式会社ニコン Image capture element, and image capture device
JP2012015891A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method and program
JP2012060460A (en) * 2010-09-09 2012-03-22 Olympus Corp Photographing apparatus
JP2012515474A (en) * 2009-01-19 2012-07-05 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション Multiplexed imaging
JP2012129713A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Samsung Electronics Co Ltd Optical system and imaging apparatus provided with the same
JP2012195902A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Toshiba Corp Camera module, image processing apparatus, and image processing method
JP2013042443A (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Canon Inc Image processing method, imaging apparatus, image processing apparatus, and image processing program
JP2013512612A (en) * 2009-11-27 2013-04-11 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Video processing apparatus and method using optical field data
JP2013115532A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Sony Corp Image processing device and method, recording medium, and program
WO2013105383A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Canon Kabushiki Kaisha Image generation method, image generation apparatus, program, and storage medium
JP2013153408A (en) * 2011-12-27 2013-08-08 Casio Comput Co Ltd Image processing apparatus, imaging apparatus, image generation method and program
WO2013118428A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 パナソニック株式会社 Light field imaging device, and imaging element
CN103259977A (en) * 2012-02-20 2013-08-21 佳能株式会社 Image processing device, imaging device and control method
WO2013129337A1 (en) * 2012-02-28 2013-09-06 株式会社ニコン Image processing apparatus
US8570427B2 (en) 2009-01-28 2013-10-29 Nikon Corporation Image-capturing device having focus adjustment function, image creation method including focus adjustment function, and program product for image-capturing device having focus adjustment function
WO2013180192A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Information processing method, information processing apparatus, and program storage medium
JP2013258449A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Canon Inc Imaging apparatus and control method of the same
JP2013258453A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Canon Inc Image processing method, image pickup apparatus, image processing apparatus, and image processing program
JP2014014071A (en) * 2012-06-08 2014-01-23 Canon Inc Image processing apparatus and image processing method
WO2014021232A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 旭硝子株式会社 Microlens array, image pickup element package, and method for manufacturing microlens array
JP2014112834A (en) * 2012-11-26 2014-06-19 Nokia Corp Super-resolution image generation method, device, computer program product
CN103986854A (en) * 2013-02-07 2014-08-13 佳能株式会社 Image processing apparatus, image capturing apparatus, and control method
US8941750B2 (en) 2011-12-27 2015-01-27 Casio Computer Co., Ltd. Image processing device for generating reconstruction image, image generating method, and storage medium
US8988546B2 (en) 2011-06-24 2015-03-24 Canon Kabushiki Kaisha Image processing device, image processing method, image capturing device, and program
US9113066B2 (en) 2007-06-18 2015-08-18 Sony Corporation Imaging device and method with transporting microlens array
JP2015211283A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 日本電信電話株式会社 Image processing apparatus, image processing method and image processing program
JP2016009917A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 日本電信電話株式会社 Image resolution conversion apparatus and image resolution conversion program
JP2016042191A (en) * 2015-11-02 2016-03-31 オリンパス株式会社 Imaging device
JP2016096556A (en) * 2012-02-20 2016-05-26 キヤノン株式会社 Image processing apparatus, imaging apparatus, control method, and program
JP2016165108A (en) * 2015-03-06 2016-09-08 株式会社リコー Parallax in plenoptic system
JP2017510831A (en) * 2013-12-23 2017-04-13 ユニバーシティー オブ デラウェア 3D light field camera and photographing method
WO2019012658A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 オリンパス株式会社 Image processing device and light-field image pickup device
WO2019012662A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 オリンパス株式会社 Image processing device, image processing method, image processing program, and light-field image pickup device
JP2021132285A (en) * 2020-02-19 2021-09-09 セイコーエプソン株式会社 Image reading apparatus, abnormality detection method and abnormality detection program

Cited By (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9113066B2 (en) 2007-06-18 2015-08-18 Sony Corporation Imaging device and method with transporting microlens array
JP2012515474A (en) * 2009-01-19 2012-07-05 ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション Multiplexed imaging
US8570427B2 (en) 2009-01-28 2013-10-29 Nikon Corporation Image-capturing device having focus adjustment function, image creation method including focus adjustment function, and program product for image-capturing device having focus adjustment function
JP2010191883A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Nikon Corp Image-capturing device and image processing program
JP2010239514A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Olympus Corp Imaging system, image processing method and program
JP2010263572A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Sony Corp Imaging device
JP2011109310A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Nikon Corp Image synthesizing device and imaging device
JP2013512612A (en) * 2009-11-27 2013-04-11 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Video processing apparatus and method using optical field data
KR101608970B1 (en) * 2009-11-27 2016-04-05 삼성전자주식회사 Apparatus and method for processing image using light field data
US8929677B2 (en) 2009-11-27 2015-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing apparatus and method for synthesizing a high-resolution image and a refocused image
WO2011081187A1 (en) * 2009-12-28 2011-07-07 株式会社ニコン Image capture element, and image capture device
JP5970816B2 (en) * 2009-12-28 2016-08-17 株式会社ニコン Image processing apparatus, imaging device, and imaging apparatus
JP2012015891A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method and program
JP2012060460A (en) * 2010-09-09 2012-03-22 Olympus Corp Photographing apparatus
JP2012129713A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Samsung Electronics Co Ltd Optical system and imaging apparatus provided with the same
JP2012195902A (en) * 2011-03-18 2012-10-11 Toshiba Corp Camera module, image processing apparatus, and image processing method
US8988546B2 (en) 2011-06-24 2015-03-24 Canon Kabushiki Kaisha Image processing device, image processing method, image capturing device, and program
JP2013042443A (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Canon Inc Image processing method, imaging apparatus, image processing apparatus, and image processing program
US10424049B2 (en) 2011-11-28 2019-09-24 Sony Corporation Image processing device, method, and recording medium
US9392257B2 (en) 2011-11-28 2016-07-12 Sony Corporation Image processing device and method, recording medium, and program
JP2013115532A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Sony Corp Image processing device and method, recording medium, and program
JP2013153408A (en) * 2011-12-27 2013-08-08 Casio Comput Co Ltd Image processing apparatus, imaging apparatus, image generation method and program
US8941750B2 (en) 2011-12-27 2015-01-27 Casio Computer Co., Ltd. Image processing device for generating reconstruction image, image generating method, and storage medium
US9749601B2 (en) 2011-12-27 2017-08-29 Casio Computer Co., Ltd. Imaging device, image display method, and storage medium for displaying reconstruction image
US9344624B2 (en) 2012-01-13 2016-05-17 Canon Kabushiki Kaisha Parallax image generation method, image generation apparatus, program, and storage medium
WO2013105383A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Canon Kabushiki Kaisha Image generation method, image generation apparatus, program, and storage medium
JPWO2013118428A1 (en) * 2012-02-08 2015-05-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light field imaging device and imaging device
WO2013118428A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 パナソニック株式会社 Light field imaging device, and imaging element
US9462254B2 (en) 2012-02-08 2016-10-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light field image capture device and image sensor
CN103348668A (en) * 2012-02-08 2013-10-09 松下电器产业株式会社 Light field imaging device and imaging element
CN103348668B (en) * 2012-02-08 2017-06-09 松下知识产权经营株式会社 Light field imaging device and imaging element
CN105872389A (en) * 2012-02-20 2016-08-17 佳能株式会社 Image processing apparatus, image capturing apparatus and control method
CN103259977A (en) * 2012-02-20 2013-08-21 佳能株式会社 Image processing device, imaging device and control method
CN103259977B (en) * 2012-02-20 2016-07-06 佳能株式会社 Image processing device, imaging device and control method
JP2016096556A (en) * 2012-02-20 2016-05-26 キヤノン株式会社 Image processing apparatus, imaging apparatus, control method, and program
JP2013201752A (en) * 2012-02-20 2013-10-03 Canon Inc Image processing device, image pickup device, control method, and program
CN105872389B (en) * 2012-02-20 2019-01-04 佳能株式会社 Image processing apparatus, photographic device and control method
US9210315B2 (en) 2012-02-20 2015-12-08 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image capturing apparatus, control method, and recording medium
WO2013129337A1 (en) * 2012-02-28 2013-09-06 株式会社ニコン Image processing apparatus
CN107888837B (en) * 2012-02-28 2020-03-27 株式会社尼康 Image processing apparatus
US10587798B2 (en) 2012-02-28 2020-03-10 Nikon Corporation Image processing apparatus
JP2013179424A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Nikon Corp Image processing apparatus
CN104137532A (en) * 2012-02-28 2014-11-05 株式会社尼康 Image processing apparatus
CN107888837A (en) * 2012-02-28 2018-04-06 株式会社尼康 Image processing apparatus
CN104137532B (en) * 2012-02-28 2018-01-26 株式会社尼康 Image processing apparatus
WO2013180192A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Information processing method, information processing apparatus, and program storage medium
US9712755B2 (en) 2012-05-31 2017-07-18 Canon Kabushiki Kaisha Information processing method, apparatus, and program for correcting light field data
JP2014007730A (en) * 2012-05-31 2014-01-16 Canon Inc Information processing method, apparatus, and program
JP2014014071A (en) * 2012-06-08 2014-01-23 Canon Inc Image processing apparatus and image processing method
JP2013258453A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Canon Inc Image processing method, image pickup apparatus, image processing apparatus, and image processing program
JP2013258449A (en) * 2012-06-11 2013-12-26 Canon Inc Imaging apparatus and control method of the same
JPWO2014021232A1 (en) * 2012-07-31 2016-07-21 旭硝子株式会社 Microlens array, imaging device package, and method of manufacturing microlens array
US9470820B2 (en) 2012-07-31 2016-10-18 Asahi Glass Company, Limited Microlens array, image pickup element package, and method for manufacturing microlens array
WO2014021232A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 旭硝子株式会社 Microlens array, image pickup element package, and method for manufacturing microlens array
US9245315B2 (en) 2012-11-26 2016-01-26 Nokia Technologies Oy Method, apparatus and computer program product for generating super-resolved images
JP2014112834A (en) * 2012-11-26 2014-06-19 Nokia Corp Super-resolution image generation method, device, computer program product
CN103986854A (en) * 2013-02-07 2014-08-13 佳能株式会社 Image processing apparatus, image capturing apparatus, and control method
US10855903B2 (en) 2013-02-07 2020-12-01 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image capturing apparatus, control method and recording medium
JP2020126245A (en) * 2013-12-23 2020-08-20 ユニバーシティー オブ デラウェア 3d light field camera and image capturing method
JP7048995B2 (en) 2013-12-23 2022-04-06 ユニバーシティー オブ デラウェア 3D light field camera and shooting method
US10397545B2 (en) 2013-12-23 2019-08-27 University Of Deleware 3-D light field camera and photography method
JP2017510831A (en) * 2013-12-23 2017-04-13 ユニバーシティー オブ デラウェア 3D light field camera and photographing method
JP2015211283A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 日本電信電話株式会社 Image processing apparatus, image processing method and image processing program
JP2016009917A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 日本電信電話株式会社 Image resolution conversion apparatus and image resolution conversion program
JP2016165108A (en) * 2015-03-06 2016-09-08 株式会社リコー Parallax in plenoptic system
JP2016042191A (en) * 2015-11-02 2016-03-31 オリンパス株式会社 Imaging device
WO2019012662A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 オリンパス株式会社 Image processing device, image processing method, image processing program, and light-field image pickup device
WO2019012658A1 (en) * 2017-07-13 2019-01-17 オリンパス株式会社 Image processing device and light-field image pickup device
JP2021132285A (en) * 2020-02-19 2021-09-09 セイコーエプソン株式会社 Image reading apparatus, abnormality detection method and abnormality detection program
JP7396104B2 (en) 2020-02-19 2023-12-12 セイコーエプソン株式会社 Image reading device, abnormality detection method and abnormality detection program

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