專利名稱：成像設(shè)備、成像設(shè)備主體以及陰影校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將對象圖像分別聚焦到圖像傳感器上以獲取不同的視點圖像的技術(shù)，其中的對象圖像已經(jīng)過攝影鏡頭的兩個方向上的不同區(qū)域。具體地，本發(fā)明涉及用于校正視點圖像中出現(xiàn)的陰影的技術(shù)。
背景技術(shù)：
如專利文件I中所述，除了垂直入射到圖像傳感器的成像平面上的分量之外，從成像鏡頭入射到圖像傳感器上的光通量還包括在傾斜方向上聚焦的大量光分量。由分別布置成與成像平面上的各像素相對應的各顯微透鏡聚集的光的散光圈不一定在圖像傳感器中的每個像素的中央部分中均勻地形成，而根據(jù)像素的位置從每個像素的中心偏移。因此，即使在布置于圖像傳感器的成像平面的周圍部分中的光接收單元中對具有均勻亮度的平 面進行攝影，也使接收到的光的量比在成像鏡頭的光軸附近的成像平面的中央部分中的光接收單元中的光的量小。其結(jié)果是，從圖像傳感器輸出的成像信號中出現(xiàn)亮度陰影，因為取決于成像平面的位置而亮度不均勻，所以所述亮度陰影引起明暗應變(strain)，從而導致圖像質(zhì)量惡化。在專利文件2中，圖像獲取裝置使增益控制裝置在獲取與圖像傳感器的成像平面上的位置相對應的圖像信號的同時獲取至少包括與出射光瞳的位置相關(guān)的信息的鏡頭信息，以根據(jù)各種可互換鏡頭的鏡頭信息和距成像平面中心的距離來針對圖像信號的每個顏色分量進行增益控制，并且可互換鏡頭使信息供給裝置向圖像獲取裝置供給包括與出射光瞳的位置相關(guān)的信息和攝影鏡頭的光圈值的鏡頭信息，以作為在圖像獲取裝置針對圖像信號的每個顏色分量進行增益控制時所使用的各參數(shù)之一。在專利文件3中，裝配在數(shù)字單鏡頭反射式照相機的鏡頭單元中的鏡頭單元ROM(只讀存儲器)存儲用于識別攝影鏡頭的識別數(shù)據(jù)。在照相機主體一側(cè)的系統(tǒng)控制電路讀出識別數(shù)據(jù)。數(shù)字信號處理電路基于識別數(shù)據(jù)，從之前存儲在照相機ROM中的表示鏡頭的陰影屬性的鏡頭數(shù)據(jù)中，讀出關(guān)于攝影鏡頭的鏡頭數(shù)據(jù)。此外，數(shù)字信號處理電路還從照相機ROM 56中讀出表示CCD (電荷耦合器件)的陰影屬性的圖像傳感器數(shù)據(jù)，并且基于鏡頭數(shù)據(jù)和圖像傳感器數(shù)據(jù)來對圖像存儲器中記錄的圖像的陰影進行校正。專利文件4包括用于在成像裝置上聚焦對象圖像的鏡頭筒；用于記錄由鏡頭筒引起的放大率的色差、畸變像差或陰影的校正值的校正值記錄裝置；以及輸出裝置，該輸出裝置用于將聚焦在成像裝置上的對象圖像的圖像和由校正值記錄裝置上記錄的由鏡頭筒引起的校正值進行關(guān)聯(lián)，并將它們輸出至另一個通信裝備或記錄介質(zhì)，使得圖像和該圖像的校正信息能夠被彼此相關(guān)聯(lián)地記錄，并且可以通過對由鏡頭筒引起的各種不便現(xiàn)象進行校正而獲取的更好的圖像可在輸出該圖像的裝置中進行校正。引用列表專利文獻PTL I :日本專利申請公布 No. 2009-244858
PTL 2 :日本專利申請公布 No. 2000-324505PTL 3 :日本專利申請公布 No. 2006-191282PTL 4 :日本專利申請公布 No. 2003-069889

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過如專利文件I和2中所述的光瞳分割類型的圖像設(shè)備特有的像素陣列，并沒有使得各視點圖像之間的亮度均勻，并且每個視點圖像中出現(xiàn)了引起明暗應變的陰影，導致圖像質(zhì)量的惡化。陰影的強度根據(jù)諸如鏡頭的光圈、聚焦對象距離(聚焦鏡頭位置)和變焦倍率(焦距)之類的攝影條件而變化。如果成像設(shè)備的鏡頭單元是可互換類型的，則需要針對每個鏡頭單元以及針對每個攝影條件的陰影校正參數(shù)。
為了在可互換鏡頭類型/光瞳分割類型的成像設(shè)備中根據(jù)每個攝影條件執(zhí)行視點圖像的陰影校正，考慮了每次安裝鏡頭時或者針對待安裝的每個鏡頭計算校正參數(shù)。然而，這是很麻煩的，因為在此情況下每次安裝鏡頭時都需要計算校正參數(shù)。可替換地，考慮了將針對待安裝的每個鏡頭的全部校正參數(shù)存儲在存儲介質(zhì)中。然而，在此情況下校正參數(shù)變得很長，給存儲介質(zhì)的容量施加了很重的負擔。鑒于這樣的問題做出了本發(fā)明，本發(fā)明旨在在可互換鏡頭類型/光瞳分割類型的成像設(shè)備中，在沒有給存儲介質(zhì)的容量的負擔和校正參數(shù)計算處理的負擔造成不必要的增加的情況下，使用與已安裝的鏡頭相對應的參數(shù)來對視點圖像的陰影進行校正。解決問題的技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種成像設(shè)備，包括成像設(shè)備主體和鏡頭單元，該鏡頭單元以可拆卸的方式安裝在該成像設(shè)備主體上，其中，所述鏡頭單元包括成像光學系統(tǒng)和存儲所述鏡頭單元特有的識別信息的識別信息存儲單元；所述成像設(shè)備主體包括識別信息獲取單元，其從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息；以及成像單元，其能夠輸出一組視點圖像，其中通過沿著預定視差方向進行光瞳分割將來自已經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或更多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上并對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，從而使所述組視點圖像之間在該預定視差方向上存在視差；校正表存儲單元，其能夠?qū)⑿Ｕ泶鎯榕c由所述識別信息獲取單元獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)τ伤龀上駟卧敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的一維陰影進行校正的一維參數(shù)；判定單元，其判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及陰影校正單元，當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正單元根據(jù)存儲在所述校正表存儲單元中與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。所述成像設(shè)備主體包括攝影條件設(shè)置單元，該攝影條件設(shè)置單元設(shè)置已安裝鏡頭單元的攝影條件；所述校正表存儲單元將所述校正表存儲為與所述識別信息和所述攝影條件相對應；所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正単元根據(jù)存儲在所述校正表存儲単元中、并且與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表來對陰影進行校正。所述攝影條件包括光圈、焦距和聚焦對象距離中的至少ー個。所述成像設(shè)備還包括校正表計算單元，當所述判定単元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表沒有存儲在所述校正表存儲單元中時，所述校正表計算單元基于從所述成像單元輸出的所述組視點圖像來計算與已安裝的鏡頭單元相對應的校正表，并且在所述校正表存儲單元中將計算出來的校正表存儲為與所述識別信息相對應。
所述成像設(shè)備還包括校正表計算單元，當所述判定単元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表沒有存儲在所述校正表存儲單元中時，所述校正表計算單元基于從所述成像單元輸出的所述組視點圖像來計算與已安裝的鏡頭單元和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表，并且在所述校正表存儲單元中將計算出來的校正表存儲為與所述識別信息和所述攝影條件相對應。本發(fā)明提供了ー種成像設(shè)備主體，在該成像設(shè)備主體上以可拆卸的方式安裝了鏡頭單元，該鏡頭単元包括成像光學系統(tǒng)和存儲特有的識別信息的識別信息存儲單元，所述成像設(shè)備主體包括識別信息獲取單元，其從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息；以及成像単元，其能夠輸出一組視點圖像，通過沿著視差方向進行光瞳分割將來自己經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或更多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上以及對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，從而使所述組視點圖像之間在預定視差方向上存在視差；校正表存儲單元，其能夠?qū)⑿Ｕ泶鎯榕c由所述識別信息獲取單元獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)τ伤龀上駟卧敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的ー維陰影進行校正的ー維參數(shù)；判定単元，其判定與已安裝的鏡頭単元的識別信息相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及陰影校正単元，當所述判定単元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正單元根據(jù)存儲在所述校正表存儲單元中、并且與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。本發(fā)明提供了一種陰影校正方法，用于以可拆卸的方式安裝有包括成像光學系統(tǒng)和存儲特有的識別信息的識別信息存儲單元的鏡頭單元的成像設(shè)備主體中，所述方法包括以下步驟從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息；輸出ー組視點圖像，通過沿著視差方向的光瞳分割將來自己經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上并對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，使所述組視點圖像之間在預定視差方向上存在視差；將校正表存儲為與所獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)λ敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的ー維陰影進行校正的一維參數(shù)；判定是否存儲了與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表；以及當判定存儲了與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表時，根據(jù)與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。本發(fā)明所取得的有益效果根據(jù)本發(fā)明，如果存儲了與已安裝的成像単元相對應的校正表，則使用該校正表來對主圖像/副圖像中在視差方向上出現(xiàn)的ー維陰影進行校正。因此，毎次安裝與之前的成像単元相同的成像單元時，省略了確定該校正表的處理。如果沒有存儲與已安裝的成像単元相對應的校正表，則計算并存儲與所設(shè)置的攝影條件相對應的校正表。如果此后安裝該成像単元，則使用與該成像単元相對應的校正表來對主圖像/副圖像的陰影進行校正。因為陰影是ー維的，所以針對每個成像單元存儲在校正表中的參數(shù)可以是ー維的值。存儲該值的存儲容量的負擔比當存儲ニ維參數(shù)的校正表被存儲時的存儲容量的負擔小。


圖I是根據(jù)第一實施例的照相機的框圖。圖2示出了光瞳分割視差圖像獲取圖像傳感器CXD的構(gòu)造的示例。圖3示出了第一像素和第二像素的各自ー個。圖4是圖3的主要部分的放大視圖。圖5是示出了根據(jù)前聚焦、聚焦(最佳聚焦)和后聚焦之間的差異而在圖像傳感器上聚焦的圖像的分離狀態(tài)的示圖。圖6是示出了陰影校正處理的流程圖。圖7是示出了主圖像的一維亮度分布和副圖像的一維亮度分布的示例的示圖。圖8是示出了校正表的示例的示圖。
具體實施例方式<第一實施例>圖I是示出了根據(jù)第一實施例的數(shù)字照相機100構(gòu)造的框圖。數(shù)字照相機100包括可互換的鏡頭單元50和照相機主體51。鏡頭單元50可以直接或經(jīng)由安裝轉(zhuǎn)換器安裝在照相機主體51上。鏡頭單元50包括用作存儲介質(zhì)的鏡頭ROM 50a，該存儲介質(zhì)包含鏡頭信息。鏡頭彳目息可以包括鏡頭單元50特有的識別信息；與用于使包括在鏡頭單元50中的包括變焦鏡頭、聚焦鏡頭、光圈、快門和它們的驅(qū)動系統(tǒng)的成像光學系統(tǒng)、圖像穩(wěn)定裝置、和其它功能在照相機主體51中有效運行的驅(qū)動控制的處理相關(guān)的固件；以及與驅(qū)動控制有關(guān)的數(shù)值信息(設(shè)置參數(shù))。存在能夠安裝在照相機主體51上的多個鏡頭單元50 ;并且鏡頭單元是記錄識別信息、參數(shù)等的鏡頭單元、只記錄識別信息的鏡頭單元、以及不記錄識別信息的鏡頭單元的混合。因此，在鏡頭單元50安裝在照相機主體51上之前，照相機主體51不能識別鏡頭單元50的記錄信息的存在或不存在以及其內(nèi)容。CPU (中央處理單元)105整體地控制數(shù)字照相機100的操作。CPU 105包含R0M，并且在所包含的ROM中存儲程序。CPU 105根據(jù)該程序的進程來控制數(shù)字照相機100的整體操作。電源開關(guān)102、攝影/再現(xiàn)模式切換桿103和ー組其它開關(guān)107全部連接至CPU105。當操作這些開關(guān)中的任何ー個時，與CPU 105相對應的操作信號被輸入。當鏡頭附接/拆卸檢測開關(guān)101檢測到鏡頭單元50已安裝在照相機主體51上或者已從照相機主體51上移除時，其檢測信號被輸入至CPU 105。當接通鏡頭附接/拆卸檢測開關(guān)101的觸頭時可以檢測鏡頭單元50的安裝，并且當斷開觸頭時可以檢測鏡頭單元50的移除。照相機抖動檢測信號從用作照相機抖動檢測單元的角速度傳感器29輸入至CPU105。首先，當接通電源開關(guān)102吋，CPU 105檢測電源開關(guān)102已接通從而向每個模塊供電。當CPU 105檢測到鏡頭單元50已安裝吋，CPU 105開始攝影處理或再現(xiàn)處理。當已加電時，CPU 105檢測攝影/再現(xiàn)模式切換桿103的切換位置，并且圖像再現(xiàn)處理電路117控制LCD (液晶顯示器)驅(qū)動電路120以使得在檢測到的切換位置處于攝影模式103a的情況下則開始圖像顯示處理，以在IXD監(jiān)視器109a上顯示直通圖像(through image)，并且在切換位置處于再現(xiàn)模式103b的情況下則基于記錄在記錄介質(zhì)140上的圖像數(shù)據(jù)來顯示圖像。下面簡要描述攝影處理。CPU 105檢測到攝影/再現(xiàn)模式切換桿103已切換至攝影模式103a，從而開始攝影處理，來以每個預定間隔將表示已在相位差CCD (電荷耦合器件)110上聚焦的對象的圖 像數(shù)據(jù)輸出至CDSAMP (相關(guān)雙采樣放大器)111。以預定間隔輸出的圖像數(shù)據(jù)在A/D (模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換器之后的信號處理級中被處理以獲得直通圖像，并且在IXD監(jiān)視器109a上顯示該直通圖像。因此，在由鏡頭單元50捕獲的范圍中的對象顯得好像是活動圖像，并且顯示在IXD監(jiān)視器109a上。LCD監(jiān)視器109a是能夠使用視差屏障來顯示作為各自具有預定方向性的指向性圖像的立體視點圖像(左視點圖像和右視點圖像)的立體顯示裝置。然而，本發(fā)明并不限于此。IXD監(jiān)視器109a還可以是使用雙凸透鏡的裝置，以及能夠通過佩戴諸如偏振眼鏡和液晶快門眼鏡之類的專用眼鏡來單獨地觀看左視點圖像和右視點圖像的裝置。通過操作包括在開關(guān)組107中的焦距識別開關(guān)SW4，鏡頭單元50中的變焦鏡頭在長焦端和廣角端之間移動，而且其焦距可以改變?yōu)槿我庵怠Ｈ绻鸄F (自動聚焦)/AE (自動曝光)通過包括在開關(guān)組107中的釋放開關(guān)SW3的半按下操作來操作(僅當鏡頭單元50對應于AF/AE時)，則執(zhí)行對相位差CCD 110的曝光時間控制、對鏡頭単元50的光圈控制和對聚焦鏡頭的聚焦控制。如果對象的亮度低于預定值，則閃光觸發(fā)電路42對放電電容器進行充電。通過釋放開關(guān)SW3的全按下操作，閃光觸發(fā)電路42開始使電容器放電以發(fā)射閃光43，以便對對象進行攝影。用戶基于顯示在IXD監(jiān)視器109a上的直通圖像任選地執(zhí)行取景或攝影。因此，AF檢測電路130總是檢測聚焦位置，以使用聚焦調(diào)節(jié)機構(gòu)來將鏡頭単元50中的聚焦鏡頭移動到聚焦位置，使得朝向數(shù)字照相機100指向的方向上的對象立即顯示為直通圖像。聚焦調(diào)節(jié)機構(gòu)包括聚焦鏡頭；電動機，其基于AF檢測電路的聚焦位置的檢測結(jié)果來驅(qū)動聚焦鏡頭；導螺桿，其使用電動機來移動聚焦鏡頭；以及傳感器(附圖中未示出)，其檢測已通過轉(zhuǎn)動導螺桿而移動的聚焦鏡頭的位置。通過對比度AF處理或相位差AF處理來檢測聚焦位置。如果執(zhí)行對比度AF處理，則在左視點圖像數(shù)據(jù)和右視點圖像數(shù)據(jù)中的至少ー個中的預定聚焦區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的高頻分量被提取出來，并且對該高頻分量進行積分，以計算表示聚焦狀態(tài)的AF估計值。通過控制在鏡頭單元50內(nèi)的聚焦鏡頭來執(zhí)行AF控制，使得AF估計值達到其最大值。如果執(zhí)行相位差AF處理，則檢測分別與在左視點圖像數(shù)據(jù)和右視點圖像數(shù)據(jù)中的預定聚焦區(qū)域內(nèi)的主像素和副像素相對應的圖像數(shù)據(jù)之間的相位差，并且基于表示相位差的信息來找到散焦量。通過控制在鏡頭單元50內(nèi)的聚焦鏡頭來執(zhí)行AF控制，使得散焦量變?yōu)榱?。除了聚焦調(diào)節(jié)機構(gòu)中的聚焦調(diào)節(jié)之外，AE和AWB (自動白平衡)檢測單元(未示出)檢測現(xiàn)場的亮度，以通過切換來設(shè)置小光圈或全開光圈，并且調(diào)節(jié)在R、G和B顔色中每個信號的増益以執(zhí)行白平衡調(diào)節(jié)，以在LCD監(jiān)視器109a上顯示清楚的直通圖像。用戶在觀看直通圖像的同時執(zhí)行取景，以在拍照時間執(zhí)行釋放操作。當釋放開關(guān)SW3被全按下以便執(zhí)行釋放操作吋，CPU 105從定時發(fā)生器(未示出)向相位差CXD 110供給定時信號，以在相位差(XD110上聚焦釋放操作時的圖像。定時信號用于通知相位差CXD 110曝光的開始和曝光的結(jié)束，并且與所謂的快門速度相對應。CPU 105在曝光結(jié)束時從相位差CXD 110輸出圖像數(shù)據(jù)(由RGB光的三原色R、G和B組成)。在隨后的階段中該輸出圖像數(shù)據(jù)被提供給⑶SAMP 111。在⑶SAMP 111中，降低了從相位差CXD110中輸出的圖像數(shù)據(jù)的噪聲，并且將已降低了噪聲的圖像數(shù)據(jù)提供給A/D轉(zhuǎn)換器112。將已由A/D轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的由R、G和B組成的圖像數(shù)據(jù)提供給圖像信號處理電路113。圖像信號處理電路113將RGB信號轉(zhuǎn)換為YC (亮度/色度)信號。此外，該YC信號被提供給壓縮/擴展處理電路114，并且在此被壓縮。經(jīng)由介質(zhì)控制電路115將已壓縮的圖像數(shù)據(jù)作為圖像文件記錄在記錄介質(zhì)140上。相位差CXD 110到圖像信號處理電路113的全部或一些可以設(shè)置在照相機主體51中，或者可以設(shè)置在鏡頭單元50中。下面將描述與再現(xiàn)處理有關(guān)的操作。當CPU 105檢測到攝影/再現(xiàn)模式切換桿103已切換至再現(xiàn)模式103b時，其使介質(zhì)控制電路115讀出記錄在記錄介質(zhì)140中的圖像數(shù)據(jù)，并且使介質(zhì)控制電路115將已在壓縮/擴展處理電路114中經(jīng)歷過擴展處理的圖像數(shù)據(jù)提供給圖像再現(xiàn)處理電路117。在圖像再現(xiàn)處理電路117中，在IXD監(jiān)視器中對已擴展的圖像數(shù)據(jù)進行處理，然后將進行過處理的圖像數(shù)據(jù)輸出至IXD驅(qū)動電路120。一旦收到該圖像數(shù)據(jù)，IXD驅(qū)動電路120就驅(qū)動IXD監(jiān)視器109a，并且在IXD監(jiān)視器109a上顯示基于該圖像數(shù)據(jù)的圖像。在此再現(xiàn)過程中，除非另有說明，否則再現(xiàn)并且顯示基于最新記錄的圖像數(shù)據(jù)的圖像。CPU 105使運動矢量檢測電路46能夠從整個圖像的抖動量中檢測出照相機抖動的發(fā)生。實際安裝的鏡頭單元50的識別信息、與用于使鏡頭單元50中包括變焦、聚焦、光圈、快門、圖像穩(wěn)定裝置和其它功能在照相機主體51中有效運行的驅(qū)動控制的處理相關(guān)的固件、以及與所述驅(qū)動控制有關(guān)的數(shù)值信息和攝影條件(設(shè)置參數(shù))，都記錄在鏡頭信息存儲器141中。鏡頭信息存儲器141包括諸如RAM (隨機存取存儲器)和硬盤之類的各種記錄介質(zhì)。由音頻輸入電路(麥克風)1002記錄的音頻和活動圖像一起記錄在記錄介質(zhì)140上。該音頻被提供給音頻處理電路116，并且被音頻再現(xiàn)電路131轉(zhuǎn)換為適合于揚聲器1003的音頻數(shù)據(jù)。
為了使得能夠針對數(shù)字照相機100來使用TV監(jiān)視器終端1004在TV監(jiān)視器上欣賞再現(xiàn)圖像，使用視頻編碼電路118將從記錄介質(zhì)140中讀出的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能夠來在TV (電視)監(jiān)視器上顯示的圖像數(shù)據(jù)，然后將活動圖像輸出至外部。鏡頭信息存儲器141能夠根據(jù)用于每個鏡頭單元50的ー組三個參數(shù)(攝影條件)，即焦距、對象距離和光圈段(stage)，存儲用于主像素的多個ー維校正表和用于副像素的多個ー維校正表。在數(shù)字照相機100中，當焦距、對象距離和光圈(攝影條件)改變時，光通量入射在相位差CCD 17中的每個光電ニ極管上的入射角不同，使得在水平方向上的陰影形狀極大地改變。因此，可以在鏡頭信息存儲器141中存儲的多個ー維校正表中選擇與攝影條件相對應的ー個，以與根據(jù)攝影條件而不同的陰影屬性相對應。圖2是示出了相位差CXD 110的構(gòu)造的示例的示圖。相位差CXD 110具有各自以矩陣形狀排列的奇數(shù)行像素(主像素，也稱為A平面像素)和偶數(shù)行像素(副像素，也稱為B平面像素),并且已分別在主像素和副像素處進行了光 電轉(zhuǎn)換的與兩個平面相對應的圖像信號可以被獨立地讀出。如圖2所示，在分別具有R (紅)、G (緑)和B (藍)濾色器的各像素中的各自具有像素陣列GRGR……的各行和各自具有像素陣列BGBG……的各行交替設(shè)置在相位差CXD 110的奇數(shù)行(1、3、5、……)上。另ー方面，與在奇數(shù)行上的那些類似，在各像素中的各自具有像素陣列GRGR……的各行和各自具有像素陣列BGBG……的各行交替設(shè)置在偶數(shù)行(2、4、
6、……)上。奇數(shù)行上的像素在線方向上相對偶數(shù)行上的像素只偏移半個像素間距。圖3是示出了攝影鏡頭14和相位差CXD 110中的各個主像素和各個副像素中的各自ー個的示圖，圖4是圖3的主要部分的放大視圖。遮光構(gòu)件17A布置在相位差CXD 110中的主像素的前表面(在顯微鏡頭ML —側(cè))上，并且遮光構(gòu)件17B布置在相位差CXD 110中的副像素的前表面上。遮光構(gòu)件17A和遮光構(gòu)件17B中的每ー個都具有光瞳分割構(gòu)件的功能。如圖4示出的部分(A)所示，通過出射光瞳的光通量經(jīng)由顯微鏡頭ML入射在CXD中的標準像素(光電ニ極管ro)上而沒有受到限制。如圖4示出的部分(B)所示，遮光構(gòu)件17A遮擋了主像素(光電ニ極管PD)的光接收表面的右半部分。因此，在主像素中只接收到通過出射光瞳的光軸的左側(cè)的光通量。如圖4示出的部分(C)所示，遮光構(gòu)件17B遮擋了副像素(光電ニ極管ro)的光接收表面的左半部分。因此，在副像素中只接收到通過出射光瞳的光軸的右側(cè)的光通量。因而，用作光瞳分割裝置的遮光構(gòu)件17A和遮光構(gòu)件17B中的每ー個將通過出射光瞳的光通量分割為左部分和右部分。下面將描述用于通過使用相位差CXD 110來捕獲立體圖像的機構(gòu)，該機構(gòu)通過這樣在相位差CXD 110中的主像素上只接收通過出射光瞳的光軸左側(cè)的光通量以及在副像素上只接收通過出射光瞳的光軸右側(cè)的光通量來捕獲立體圖像。圖5所示的部分(A)至部分(C)分別表示根據(jù)聚焦鏡頭是否處于前聚焦、聚焦(處于最佳聚焦)和處于后聚焦而在圖像傳感器上聚焦的圖像的分離狀態(tài)。在圖5中，省略光圈以通過聚焦來比較分離的差異。在通過光瞳分割獲得的各圖像中，聚焦的圖像在圖像傳感器上同一位置處聚焦(匹配)，如圖5示出的部分(B)所表示，而處于前聚焦和處于后聚焦的各圖像中的每個在圖像傳感器上的不同位置處聚焦(分離)，如圖5示出的部分(A)和部分(C)所表示。
因此，經(jīng)由相位差CXD 110來獲取已在水平方向上進行了光瞳分割的對象圖像，以便能夠獲取根據(jù)聚焦位置而在視差上不同的左視點圖像和右視點圖像(立體圖像)。更具體地，在聚焦位置處的視差變?yōu)榱?，并?D再現(xiàn)圖像的位置(虛擬圖像的位置)與顯示表面相匹配。當聚焦位置向后移動時視差變?yōu)榱愕奈恢孟蚝笠苿樱沟迷陲@示表面上的對象顯得從顯示表面突出。另ー方面，當聚焦位置向前移動時視差變?yōu)榱愕奈恢孟蚯耙苿?，使得在顯示表面上的對象顯得從顯示表面向后移動。圖5示出了在相位差CCD 110的光接收表面上的光通量的入射角如何隨著聚焦對象距離(聚焦鏡頭位置)而改變。盡管如此配置具有上述構(gòu)造的相位差CCD 110使得遮光構(gòu)件17A和遮光構(gòu)件17B分別限制主像素和副像素的不同區(qū)域(右半部分和左半部分)中的光通量，但本發(fā)明不限于此。在不提供遮光構(gòu)件17A和遮光構(gòu)件17B的情況下，顯微鏡頭ML和光電ニ極管ro可以在水平方向上相對移動，使得入射在光電ニ極管ro上的光通量根據(jù)移動的方向而被限制。可替換地，可以為兩個像素(主像素和副像素)提供ー個顯微鏡頭，使 得入射在每個像素上的光通量都受到限制。光通量在相位差CXD 110的光接收表面上的入射角隨著光圈的開ロ尺寸和變焦鏡頭的位置而改變，其圖示被省略。左視點圖像和右視點圖像的每個中出現(xiàn)的陰影的強度取決于光通量的入射角的大小。圖6是示出了陰影校正處理的流程的流程圖，該陰影校正處理用于針對分別從相位差CXD 110中的主像素和副像素輸出并且由模擬信號處理單元60進行了處理的兩個圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行陰影校正。CPU 105主要控制以下處理。在SI處，CPU 105使鏡頭附接/拆卸檢測開關(guān)101檢測鏡頭單元50在照相機主體51上的安裝。當陰影校正単元67從已安裝的鏡頭單元50中獲取諸如識別信息之類的鏡頭信息時，其將該鏡頭信息存儲在鏡頭信息存儲器141中。在S2處，CPU 105接收其安裝已被檢測到的鏡頭單元50的攝影條件的設(shè)置和定義。攝影條件包括以下一組參數(shù)鏡頭單元50中的聚焦鏡頭的聚焦位置(聚焦對象距離)、鏡頭單元50的光圈值、以及鏡頭單元50中的變焦鏡頭的任何變焦階段(焦距)。針對AF/AE處理和變焦開關(guān)SW4的操作，自動、手動或半自動地定義攝影條件。CPU 105以所定義的攝影條件的值來控制鏡頭單元50的驅(qū)動系統(tǒng)。在S3處，通過釋放開關(guān)SW3的半按下操作，CPU 105執(zhí)行AF/AE。在全按下釋放開關(guān)SW3以執(zhí)行釋放操作吋，CPU 105使校正表計算單元66在S2處設(shè)置的攝影條件下，分別從相位差CCD 110中的主像素和副像素獲取與主圖像和副圖像相對應的兩個圖像數(shù)據(jù)。在S4處，CPU 105判定與在SI處獲取的識別信息相對應的校正表是否存儲在鏡頭信息存儲器141中。如果答案是肯定的，則處理進入S5。如果答案是否定的，則處理進入S6。在S5處，CPU 105判定在與SI處獲取的識別信息相對應的校正表中得到的與在S2處設(shè)置的攝影條件相對應的校正表是否存儲在鏡頭信息存儲器141中。如果答案是肯定的，則處理進入S8。如果答案是否定的，則處理進入S6。在S6處，校正表計算單元66分別將在S3處獲得的兩個圖像數(shù)據(jù)的亮度水平投影到沿著光瞳分割方向的ー維坐標軸上，在此為水平軸X，以獲得主圖像的一維亮度水平分布和副圖像的一維亮度水平分布。圖7示意性地示出了這樣的處理是如何執(zhí)行的。
校正表計算單元66將主圖像的一維亮度分布與預定的一維亮度水平基準進行比較，以計算與該基準的差。針對用于主圖像的校正表確定用于對該差進行補償?shù)牧炼葔堃?。圖8示意性地示出了這樣的處理是如何執(zhí)行的。類似地，校正表計算單元66將副圖像的一維亮度分布與預定的一維亮度水平基準進行比較，以計算與該基準的差。在用于副圖像的校正表中確定用于對該差進行補償?shù)牧炼仍鲆?。每個校正表都定義了分別與沿著光瞳分割方向的一維坐標軸中的坐標相對應的
一維亮度増益。在不將用于主圖像的校正表和用于副圖像的校正表分開地存儲在鏡頭信息存儲器141中的情況下,通過沿著光瞳分割方向向前或向后旋轉(zhuǎn)讀取由同一校正表定義的亮度増益，可以共享用于主圖像的校正表和用于副圖像的校正表。分別與各像素相對應的所有亮度增益不必連續(xù)地包括在校正表中，可以在校正表中包括離散的亮度增益。例如，針對每四個像素，可以在校正表中包括一個相應的亮度增益。在S7處，校正表計算單元66將在SI處獲取的識別信息、在S2處設(shè)置的攝影條件以及在S6處判定的用于主圖像和副圖像的校正表進行關(guān)聯(lián)，并將它們存儲在鏡頭信息存儲器141中。諸如步進電動機之類的驅(qū)動系統(tǒng)以離散的停止位置驅(qū)動鏡頭和光圏。因此，變焦鏡頭位置、聚焦鏡頭位置和光圈值分別取離散值。因此，各個三個參數(shù)(攝影條件)(即每個鏡頭單元50的焦距、對象距離和光圈值)的組的數(shù)量是有限的，并且與每ー組相對應的ー維校正表的數(shù)量也是有限的。在S8處，陰影校正単元67從鏡頭信息存儲器141中提取在SI處獲取的識別信息和與在S2處設(shè)置的攝影條件相對應的校正表。在S9處，陰影校正單元67參考在S8處提取出來的校正表，并且將與已在和S2處的攝影條件相同的攝影條件下捕獲的任何主圖像/副圖像(典型地，為在S3處捕獲的主圖像/副圖像)中的每個像素的X坐標相對應的亮度增益添加到表示該像素的亮度的信號中，以校正陰影。如果校正表包括離散的亮度增益，則陰影校正單元67根據(jù)待校正的像素離中間夾有該待校正的像素的兩個像素中的姆ー個的距離，利用該待校正像素對與這兩個像素相對應的亮度增益進行插值，以找到與該待校正的像素相對應的亮度增益，并且以所找到的亮度增益來對該待校正的像素的亮度進行校正。已校正的主圖像/副圖像記錄在記錄介質(zhì)140中，并且顯示在IXD監(jiān)視器109a上。在毎次檢測到鏡頭的安裝時都可以重復上述處理。待校正的主圖像/副圖像的數(shù)量可以是任何數(shù)量。如果這樣在鏡頭信息存儲器141中存儲了與已安裝的鏡頭單元50的攝影條件相對應的校正表，則使用與該鏡頭単元50相對應的校正表來對主圖像/副圖像的陰影進行校正。如果與已安裝的鏡頭單元50的攝影條件相對應的校正表沒有存儲在鏡頭信息存儲器141中，則基于通過釋放開關(guān)SW3的全按下操作而獲得的主圖像/副圖像，來計算與所設(shè)置的攝影條件相對應的校正表，并且將該校正表存儲在鏡頭信息存儲器141中。攝影師只進行攝影而不會特別關(guān)注校正表是否存在從而存儲校正表。如果再次安裝鏡頭單元從而設(shè)置了相同的攝影條件，則使用與鏡頭單元50的攝影條件相對應的校正表來對主圖像/副圖像的陰影進行校正。每次安裝與之前的鏡頭單元相同的鏡頭單元50時，都設(shè)置與之前的攝影條件相同的攝影條件，因此，省略了用于確定校正表的處理。存儲在鏡頭信息存儲器141中的校正表是ー維的，以與陰影沿著一維光瞳分割方向出現(xiàn)的事實相對應。因此，鏡頭信息存儲器141的存儲容量的負擔比存儲ニ維校正表時的小。<另ー個實施例>
即使在S5處所設(shè)置的攝影條件與存儲在鏡頭信息存儲器141中的校正表不匹配時，如果與接近于所設(shè)置的攝影條件的攝影條件相對應的多個校正表存儲在鏡頭信息存儲器141中，則在S6處可以對這些校正表進行內(nèi)插以產(chǎn)生與所設(shè)置的攝影條件相對應的校正表，并且在S9處可以使用所產(chǎn)生的校正表來對陰影進行校正。可替換地，如果在S4處鏡頭信息存儲器141中沒有存儲與已安裝的鏡頭的識別信息相對應的校正表，則在S6處計算與在S2處的攝影條件相對應的校正表。在此情況下，CPU105對所計算的校正表和已經(jīng)登記在鏡頭信息存儲器141中的與在S2處的攝影條件相對應的校正表進行比較，從而判定鏡頭信息存儲器141中是否存在其中光瞳分割位置處的亮度増益的全部誤差都在預定范圍內(nèi)的所登記的校正表。當CPU 105判定鏡頭信息存儲器141中存在這樣的校正表吋，CPU 105將與該校正表相對應的鏡頭的識別信息識別為已安裝的鏡頭的識別信息。與已安裝的鏡頭的識別信息相對應的校正表被認為作為用于已被識別為已安裝的鏡頭的校正表而存儲在鏡頭信息存儲器141中。更具體地，陰影校正単元67使用用于已被識別為已安裝的鏡頭的校正表中的與任選地設(shè)置的攝影條件相對應的一個來對陰影進行校正。更具體地，即使不清楚已安裝的鏡頭，但如果用于在特定攝影條件下具有相似亮度増益的另ー鏡頭的校正表已經(jīng)存在，則使用與其它鏡頭的其它攝影條件相對應的校正表來對關(guān)于已安裝的鏡頭的在另ー個攝影條件下獲得的圖像方便地進行校正，以便在即使不清楚已安裝的鏡頭的情況下也能夠進行陰影校正。此外，上述校正處理也可以應用于具有多個光瞳分割方向的照相機主體51。例如，在光瞳分割方向包括垂直方向和水平方向并且獲得了四個視點圖像的照相機主體51中，例如，可以針對水平方向和垂直方向在鏡頭信息存儲器141中分別存儲ー維校正表。可替換地，光瞳分割方向包括垂直方向、水平方向和傾斜方向并且獲得了九個視點圖像的照相機主體51,可以針對垂直方向、水平方向和傾斜方向在鏡頭信息存儲器141中分別存儲一維校正表。附圖標記列表50:鏡頭單元51 :照相機主體66 :校正表計算單元67:陰影校正單元
105 CPU
110:相位差 CCD141 :鏡頭信息存儲器
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包括成像設(shè)備主體和鏡頭單元，該鏡頭單元以可拆卸的方式安裝在該成像設(shè)備主體上，其中 所述鏡頭單元包括 成像光學系統(tǒng)，以及存儲所述鏡頭單元特有的識別信息的識別信息存儲單元； 所述成像設(shè)備主體包括 識別信息獲取單元，其從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息；以及 成像單元，其能夠輸出一組視點圖像，其中通過沿著預定的視差方向進行光瞳分割將來自已經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或更多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上并對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，從而使所述組視點圖像之間在所述視差方向上存在視差； 校正表存儲單元，其能夠?qū)⑿Ｕ泶鎯榕c由所述識別信息獲取單元獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)τ伤龀上駟卧敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的一維陰影進行校正的一維參數(shù)； 判定單元，其判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及 陰影校正單元，當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正單元根據(jù)存儲在所述校正表存儲單元中、并且與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備,其中 所述成像設(shè)備主體包括攝影條件設(shè)置單元，該攝影條件設(shè)置單元設(shè)置已安裝鏡頭單元的攝影條件； 所述校正表存儲單元將所述校正表存儲為與所述識別信息和所述攝影條件相對應； 所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及 當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正單元根據(jù)存儲在所述校正表存儲單元中、并且與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表來對陰影進行校正。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像設(shè)備，其中所述攝影條件包括光圈、焦距和聚焦對象距離中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像設(shè)備，還包括校正表計算單元，當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表沒有存儲在所述校正表存儲單元中時，所述校正表計算單元基于從所述成像單元輸出的所述組視點圖像來計算與已安裝的鏡頭單元相對應的校正表，并且將計算出來的校正表在所述校正表存儲單元中存儲為與所述識別信息相對應。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的成像設(shè)備，還包括校正表計算單元，當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表沒有存儲在所述校正表存儲單元中時，所述校正表計算單元基于從所述成像單元輸出的所述組視點圖像來計算與已安裝的鏡頭單元和由所述攝影條件設(shè)置單元設(shè)置的攝影條件相對應的校正表，并且將計算出來的校正表在所述校正表存儲單元中存儲為與所述識別信息和所述攝影條件相對應。
6.一種成像設(shè)備主體，在該成像設(shè)備主體上以可拆卸的方式安裝了鏡頭單元，該鏡頭單元包括成像光學系統(tǒng)和存儲特有的識別信息的識別信息存儲單元，所述成像設(shè)備主體包括 識別信息獲取單元，其從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息；以及 成像單元，其能夠輸出一組視點圖像，其中通過沿著預定的視差方向進行光瞳分割將來自已經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或更多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上并對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，從而使所述組視點圖像之間在所述視差方向上存在視差； 校正表存儲單元，其能夠?qū)⑿Ｕ泶鎯榕c由所述識別信息獲取單元獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)τ伤龀上駟卧敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的一維陰影進行校正的一維參數(shù)； 判定單元，其判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表是否存儲在所述校正表存儲單元中；以及 陰影校正單元，當所述判定單元判定與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表存儲在所述校正表存儲單元中時，所述陰影校正單元根據(jù)存儲在所述校正表存儲單元中、并且與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。
7.一種陰影校正方法，用于以可拆卸的方式安裝有包括成像光學系統(tǒng)和存儲特有的識別信息的識別信息存儲單元的鏡頭單元的成像設(shè)備主體中，所述方法包括以下步驟 從已安裝的鏡頭單元中的識別信息存儲單元中獲取識別信息； 輸出一組視點圖像，其中通過沿著預定的視差方向進行光瞳分割將來自已經(jīng)由已安裝的鏡頭單元中的成像光學系統(tǒng)聚焦的對象的光通量分割成兩個或更多個光通量，并且將通過光瞳分割所獲得的每個光通量聚焦到相應的光電轉(zhuǎn)換元件組上并對該光通量進行光電轉(zhuǎn)換，從而使所述組視點圖像之間在所述視差方向上存在視差； 將校正表存儲為與所獲取的識別信息相對應，所述校正表存儲用于沿著所述視差方向?qū)λ敵龅乃鼋M視點圖像中在所述視差方向上出現(xiàn)的一維陰影進行校正的一維參數(shù)；判定是否存儲了與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表；以及當判定存儲了與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表時，根據(jù)與已安裝的鏡頭單元的識別信息相對應的校正表來對所述組視點圖像中的陰影進行校正。
全文摘要
當與已附接的鏡頭單元(50)的圖像捕獲條件相對應的校正表沒有存儲在鏡頭信息存儲器(141)中時，計算與所設(shè)置的圖像捕獲條件相對應的校正表并且將其存儲在鏡頭信息存儲器(141)中。此后，當再次附接鏡頭單元(50)并且設(shè)置相同的圖像捕獲條件時，使用與鏡頭單元(50)的圖像捕獲條件相對應的校正表來對主圖像和副圖像的陰影進行校正。
文檔編號H04N13/02GK102870422SQ20118001996
公開日2013年1月9日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者倉橋秀和, 長谷川亮 申請人:富士膠片株式會社