(57)【要約】【課題】外部機器での画像編集の自由度向上を図る撮像装置を提供することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】通信手段によって外部機器と通信を行う撮像装置において、前記撮像装置は、第１のビット深度で第１の画像サイズの第１の画像信号を撮影する撮影部と、第１のビット深度よりも深いビット深度である第２のビット深度で、かつ、第１の画像サイズよりも小さい画像サイズである第２の画像サイズである第２の画像信号を生成する第１生成手段を有することを特徴とする通信手段によって外部機器と通信を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2020031288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信手段（１１０，２１０）によって外部機器と通信を行う撮像装置（１００）において、
前記撮像装置は、
第１のビット深度で第１の画像サイズの第１の画像信号を撮影する撮影部（１７０）と、
第１のビット深度よりも深いビット深度である第２のビット深度で、かつ、第１の画像サイズよりも小さい画像サイズである第２の画像サイズである第２の画像信号を生成する第１生成手段（１３０）を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、第１のビット深度と同じビット深度で、かつ、第１の画像サイズよりも小さい画像サイズである第２の画像サイズである第２の画像信号を生成する第２生成手段（１４０）を有し、更に、撮影した被写体の輝度に応じて第１生成手段と第２生成手段を切り替える手段（１６０）を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記通信手段としては、無線通信手段（１１０）が含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記外部機器（２００）は、第２の画像信号を用いた演算を行う演算手段（２４０）と、第２のビット深度よりも低いビット深度である第３のビット深度で画像の現像を行う現像手段（２３０）と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置と通信を行うことを特徴とする外部機器。
【請求項５】
前記第１生成手段によって生成する第２の画像信号は、第１の画像信号を構成する複数の画素のうち、隣接する複数の画素を加算することで生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２生成手段によって生成する第２の画像信号は、第１の画像信号を構成する複数の画素のうち、隣接する複数の画素の平均値を算出することで生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置はビット数削減部（１５０）を有し、前記第１生成手段によって生成する第２の画像信号は、第１の画像信号を構成する複数の画素信号から前記ビット数削減部によって所定のビット数を削減することで生成することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、撮影された画像を編集する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラで撮影した画像をＷｅｂ経由にてＳＮＳにアップロードすることで画像を複数ユーザーで共有するといったユースケースが考えられる。その場合、スマートフォンのような情報端末を利用するユーザーは、カメラで撮影した画像をスマートフォンに送信し、スマートフォンで編集した後にＷｅｂへアップロードする。
【０００３】
カメラからスマートフォンへ画像を転送する際、無線の通信速度の制約から、カメラで撮影した画像のサイズを縮小し、さらに、画像のピクセルごとのビット深度を削減することで生成した縮小画像をスマートフォンに送信する方法が一般的である。さらに、スマートフォンのユーザーは、スマートフォンの操作によって、カメラから受信した縮小画像に対して画像編集（レベル補正・コントラスト変更など）を行うことで画像の見た目をアレンジして楽しむことが出来る。
【０００４】
ところが、従来、無線でカメラからスマホに画像を送る際に、ビット深度を削減した画像をスマートフォン上で扱う画像サイズに縮小した状態で送信していた。ビット数が削減された画像に基づき画像編集を行うため、スマートフォン上での画像編集の自由度が限定されていた。たとえば、写真編集アプリでコントラストを上げすぎると画像の粗さが目立っていた。
【０００５】
また、近年、カメラで撮影される画像の高画素化が進んでいる一方、ＳＮＳにアップロードする画像サイズは比較的小さい。そこで、カメラからスマートフォンへ画像を送る際、画像リサイズやビット深度削減によって情報量を減らす工夫がなされている。
【０００６】
一方、ＳＮＳのユーザーは、ＳＮＳへ画像をアップロードする前に、スマートフォン上にて画像のレベル補正やコントラスト変更などを行い、元の画像の情報を伸縮する処理を行うことがある。つまり、カメラで撮影した画像の情報量を削減したのちにスマートフォン上で画像の情報を伸縮する処理を行っていた。即ち、画像本来の解像度の高さを活かせていなかった。
【０００７】
そこで、画像の情報量を削減することなく画質を維持する、もしくは、高める方法として、特許文献１は、画像のビット深度を伸長する方法が開示している。特許文献２は、情報端末で編集した現像パラメータを撮像装置へ書き戻し、撮像装置内部でビット数の高い画像に対して現像処理をかけることで画像編集後の解像度の粗さを軽減する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１３４８７８号公報
【特許文献２】特開２０１６−０６３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１は、ビット深度が浅い画像に対してビット深度を拡張する方法を提示するものではあるものの、スマートフォン上で画像編集することによって得られた最終的な画像の解像度低下を解決するものではない。
【００１０】
特許文献２では、画像編集にて決定したパラメータを一度撮像装置に書き戻す必要がある。そのため、撮像装置で撮影した画像をスマートフォンに転送し終えた後も撮像装置とスマートフォンが通信を行う状況になければならないという課題があった。また、スマートフォン上の画像を一度撮像装置に書き戻すために必要な電力を余計に消耗してしまうという課題もあった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、撮像装置に画像を書き戻すことなく、外部機器にて画像編集の自由度を向上することを可能にした撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
通信手段によって外部機器と通信を行う撮像装置において、
前記撮像装置は、
第１のビット深度で第１の画像サイズの第１の画像信号を撮影する撮影部と、
第１のビット深度よりも深いビット深度である第２のビット深度で、かつ、第１の画像サイズよりも小さい画像サイズである第２の画像サイズである第２の画像信号を生成する第１生成手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像装置に画像を書き戻すことなく、外部機器にて画像編集の自由度を向上することを可能にした撮像装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る撮像装置１００のシステム構成を示したブロック図
【図２】本発明に係る情報端末２００のシステム構成を示したブロック図
【図３】本発明に係る撮影システムの概略図
【図４】明るい場所にて撮影された画像と画像水平方向の輝度分布図
【図５】暗い場所にて撮影された画像と画像水平方向の輝度分布図
【図６】ビット伸長する場合と平均値を算出する場合の比較図
【図７】暗い場所にて撮影された画像にゲインを掛けることで得られる画像
【図８】ビット深度拡張部１３０とリサイズ部１４０それぞれによって得られた画像の輝度分布
【図９】８ｂｉｔ圧縮を行うことで得られる画像の輝度分布
【図１０】平均輝度が高い場合のビット深度削減方法を説明する図
【図１１】平均輝度が低い場合のビット深度削減方法を説明する図
【図１２】ビット深度削減によって得られる画像の輝度分布図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下、図３を参照して、本発明の第１の実施例において考える撮影システムについて説明する。
【００１７】
＜本発明に係る撮像システムの説明＞
撮影システムとして、撮像装置１００と情報端末２００とＷｅｂサービス３００からなるシステムを考える。情報端末２００のユーザーは、撮像装置１００をリモート制御することで、撮影動作を実現する。また、撮像装置１００で撮影した写真を無線経由で受信した上で、編集することが可能である。また、情報端末２００は、Ｗｅｂサービス３００とも接続されており、編集後の写真をＷｅｂサービス３００へアップすることも可能である。
【００１８】
撮像装置１００と情報端末２００は互いに無線通信（Ｗｉ−Ｆｉなど）によって画像の送受信を行う。また、情報端末２００はインターネット回線に接続することで、Ｗｅｂサービス３００を利用することが可能である。更に、情報端末２００は、写真の画像編集と、Ｗｅｂサービス３００へのアップロードをすることが可能である。また、情報端末２００は、Ｗｅｂサービス３００から画像をダウンロードして情報端末２００上で閲覧することが可能である。
【００１９】
＜本発明に係る撮像装置の説明＞
続いて、撮像装置１００について説明する。図１は、撮像装置１００のシステム構成を示したブロック図である。
【００２０】
無線送受信部１１０は、外部情報端末との無線通信を行うための無線送受信回路である。演算部１８０から送信指示があった場合や、情報端末２００との通信を行う場合に動作する。無線通信を利用することで、撮像装置１００と情報端末２００とを有線接続する場合と比べて、端末の持ち運びの自由度や、撮影方法の自由度の向上が見込める。
【００２１】
記憶部１２０は、撮像部１７０から読み出された画像情報を一時的に保持しておくためのメモリである。また、ビット深度拡張部１３０、リサイズ部１４０やビット数削減部１５０の回路で編集された画像情報を記憶するためにも用いる。撮像部１７０は、被写体の光情報を電気信号に変換するための回路である。演算部１８０からの指示により、撮影動作と、記憶部１２０への転送処理を行う。本実施例の撮像部１７０では、水平方向８１００ピクセル、垂直方向５４００ピクセル、各画素１４ｂｉｔの画像情報を得られるものとする。
【００２２】
演算部１８０は、撮像装置１００内部の他の回路の制御を行うための演算回路である。内蔵されたプログラムにしたがって動作するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に準ずるデバイスでも実現することが出来る。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）のような書き換え可能なロジックデバイスでも実現できる。
【００２３】
ビット数削減部１５０は、撮像部１７０から得られる画像情報のビット数を削減するための回路である。詳細は後述するが、本回路は次のような場合に効果を発揮する。例として、撮影された画像情報の各画素値が３０００〜４０００ＬＳＢの間で分布していると仮定する。この場合、１０ｂｉｔ（＝１０２４通りの情報を表現できる）の情報量で画像を表現することが可能である。つまり、１４ｂｉｔから１０ｂｉｔまでビット数を削減することが可能である。このように、ビット数を削減しておくことで、画像情報がもつデータ量を削減することが可能となる。
【００２４】
ビット深度拡張部１３０とリサイズ部１４０は、それぞれ撮像部１７０から読み出された画像情報の画像サイズを小さくするための回路である。ビット深度拡張部１３０では、入力された画像の画像サイズを小さくするとともに、画像の各画素値の加算値を新しい画像の画素値とすることで生成された画像を出力する回路である。リサイズ部１４０では、入力された画像の画像サイズを小さくするとともに、画像の各画素値の平均値を新しい画像の画素値とすることで生成された画像を出力する回路である。選択部１６０は、ビット深度拡張部１３０とリサイズ部１４０のどちらかの回路を選択するためのセレクタ回路である。
【００２５】
以上、撮像装置１００の構成を説明したが、本発明に係る撮像装置１００の構成は、これに限定されるものではない。
【００２６】
＜本発明に係る情報端末の説明＞
続いて、情報端末２００について説明する。図２は、情報端末２００のシステム構成を示したブロック図である。
【００２７】
無線送受信部２１０は、撮像装置１００との無線通信を行うための回路である。撮像装置１００から画像情報の受信を行う場合や、演算部２４０から通信指示があった場合に動作する。インターネット通信部２２０は、情報端末２００がＷｅｂサービス３００を利用するための通信制御回路である。Ｗｅｂサービス３００との通信によって、情報端末２００で編集した画像をＷｅｂサービス３００上にアップロードすることが可能である。
【００２８】
現像部２３０は、情報端末２００で編集した画像情報の現像を行うための回路である。たとえば、ユーザーにとって視認可能な画像にするために、ガンマ補正を掛けたり、画像データサイズを縮小するための圧縮処理等をかけたりする。本実施例では、現像部２３０は、８ｂｉｔのＪＰＥＧを生成するものとする。
【００２９】
演算部２４０は、情報端末２００内部の他の回路を制御するための演算回路である。ユーザーインターフェース２５０は、撮像装置１００から受信した画像を表示することでユーザーに画像を視認させたり、Ｗｅｂサービス３００から取得したテキストデータや画像データ等を表示したりするためのインターフェースである。また、ユーザーは、ユーザーインターフェース２５０を介して、Ｗｅｂサービス３００へのアクセスを開始したり、撮像装置１００からの画像情報の取得を行ったり、取得した画像情報の編集処理や圧縮処理を行う事が可能である。
【００３０】
続いて、本発明に係る画像縮小方式について説明する。仮に、撮像装置１００にて撮影された画像を情報端末２００に対してそのまま送信する場合、無線の通信律速の影響を受け、データ送信に時間がかかってしまう。
【００３１】
そこで、本実施例では、撮像装置１００の中で、撮影画像の情報量を削減する方法をとる。情報量を削減する方法としては、画像サイズとビット深度の両方を削減する方法と、画像サイズを圧縮してビット深度を元のビット深度よりも拡張する方法をとる。
【００３２】
＜本発明に係る画像縮小方式の説明＞
図６は、撮像装置１００における画像サイズ縮小処理方式について説明した図である。とくに、ビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張を行った場合と、リサイズ部１４０によるリサイズのみを行った場合にできる画素の値を比較した図である。
【００３３】
図６を用いて、ビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張をした場合、リサイズ部１４０におけるリサイズのみを行った場合に比べて諧調がより豊かになることを説明する。
【００３４】
図６では、元画像１と元画像２のうち、画像の中のある９画素のみ抜き取ってきたものを図示している。ここでは、画像の縦方向と横方向ともに、１／３に画像サイズを圧縮することを考える。たとえば、元画像１と元画像２のサイズがそれぞれ８１００×５４００ピクセルだとすると、リサイズ後のサイズは、２７００×１８００となる。
【００３５】
元画像１のビット深度をビット深度拡張部１３０によって拡張すると、１４ｂｉｔ９画素が、２２９８７という単一の画素値をもつ画素になる。言い換えると、ビット深度拡張部１３０によって得られるビット深度拡張後の画素は、９画素の画素値を加算することで得られる。また、元画像２に対してビット深度拡張すると、２２９９０という、よりビット深度の高い画素値が得られる。
【００３６】
一方、リサイズ部１４０によって画像縮小を行うと、元画像１、２ともに、２５５４という画素値が得られる。リサイズ部１４０によって得られる画素は、９画素ごとに平均値を算出することで得られる画素と等価である。このように、リサイズ部１４０による画像縮小を行う場合、元画像１と元画像２を区別することが出来ない。つまり、ビット深度拡張部１３０によって得られる画像のほうが、リサイズ部１４０によって得られる画像よりも、諧調が豊かであるといえる。しかしながら、ビット深度拡張部１３０によって得られる画像の方が、画像データ量の圧縮率が少ない特徴がある。
【００３７】
そのため、撮像装置１００から情報端末２００に対して無線通信で画像データを送信する際、無線の通信律速を抑えるには、リサイズ部１４０による画像縮小を行ったほうがよい。一方、情報端末２００における画像編集の自由度を高めることを優先したい場合、ビット深度拡張部１３０による画像縮小を行うという使い分け方が考えられる。
一般的に、元々の画像サイズがＭ×Ｎピクセルで、ビット深度がｄ［ｂｉｔ］の場合、画像縮小割合をＢとすると、縮小後の画像データサイズは、
Ｍ×Ｎ×ｄ／Ｂ２×（ｌｏｇ２Ｂ２＋ｄ）［ｂｉｔ］
となる。
【００３８】
＜本発明の効果に関する説明＞
次に、ビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張によってユーザーの編集自由度を向上させることを説明する。
【００３９】
図５は、ユーザーが撮影した撮影画像５００と、その輝度分布５１０を示す。撮影画像５００の点線部分について輝度分布をとったのが、輝度分布５１０である。撮影画像５００は輝度が低く、分布が平坦であるため、ユーザーは、ゲインを変更することで輝度のレンジを広める編集処理を行う事が想定される。
【００４０】
図７は、図５に示した画像に対して、ユーザーが演算部２４０によってゲインを掛けることで得られる編集画像を示す。ユーザーは、ＳＮＳにアップすることを想定して、しばしばこういった画像編集を行うことが考えられる。
【００４１】
図８は、こうしたゲインを掛けた場合に、ビット深度拡張部１３０とリサイズ部１４０それぞれによって得られた画像の輝度分布を示す。高諧調輝度分布８１０はビット深度拡張部１３０によって得られた画像の輝度断面図である。低諧調輝度分布８２０は、リサイズ部１４０によって得られた画像の輝度断面図である。両者を見比べると、諧調が異なることが分かる。つまり、ビット深度拡張部１３０によって得られた画像の方が、リサイズ部１４０によって得られた画像よりも諧調が優れている。いずれの手段による縮小画像を得た場合でも、情報端末２００において画像を編集した後、撮影画像を８ｂｉｔに縮小した上でＪＰＥＧ圧縮を行うこととする。その上で、Ｗｅｂサービス３００に画像をアップロードする方法をとる。こうすることで、Ｗｅｂサービス３００が受信する画像は、常に８ｂｉｔのＪＰＥＧデータになるため、情報端末２００から受信する画像ごとのデータの持ち方を統一することが可能となる。
【００４２】
図９は、図８に示した画像に対して、８ｂｉｔ圧縮を行った後の輝度分布である。それぞれ、ビット深度拡張部１３０によって得られる高諧調圧縮後輝度分布９１０と、リサイズ部１４０によって得られる低諧調圧縮後輝度分布９２０である。つまり、ビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張を行った方が、最終的に高諧調の画像を得ることができる。
【００４３】
図４は、ユーザーによって撮影された画像とその水平方向輝度分布を示す。撮影画像４００は、図５に示した画像と比較して、輝度が明るい特徴がある。この場合、輝度分布４１０に示したように、画素値が元々高諧調側に存在するため、ビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張による効果を得にくい。この場合、通信律速を抑えることを優先し、リサイズ部１４０によるリサイズのみを行ったほうがよい。
【００４４】
一般的に、ビット深度拡張を行う場合、編集の自由度は上がる一方、データサイズは大きくなる。一方、図４に示した画像のように、ビット深度拡張による効果を得にくいケースもある。そこで、撮像装置１００の被写体に応じて、ビット深度拡張部１３０による画像縮小と、リサイズ部１４０による画像縮小とを切り替えることを考える。具体的には、撮影画像４００の場合と撮影画像５００の場合とで選択部１６０による切り替えを行う。
【００４５】
ビット深度拡張部１３０とリサイズ部１４０のうちどちらを選択すべきか判断するために、まず、撮影した画像を演算部１８０によって画面内の輝度の総量を計算する。計算して求まった平均値が所定の閾値を超えていれば、選択部１６０によって、リサイズ部１４０とビット深度拡張部１３０のどちらを使用するかを切り替える。たとえば、閾値が４０００の場合、撮影画像４００はリサイズ部１４０によるリサイズのみ行い、撮影画像５００はビット深度拡張部１３０によるビット深度拡張を行う。
【００４６】
尚、両者の選択はユーザーが行ってもよいし、ある閾値を決めて自動的に行ってもよい。このように、選択部１６０による切り替えを行う事で、撮影画像によって、リサイズ部１４０とビット深度拡張部１３０のうち、より適した方を選択することが出来る。
【００４７】
本実施例にて示した通り、ビット深度拡張部１３０によってビット深度の拡張を行う事で、ビット深度の拡張を行わない場合に比べて、解像度の高い画像を得ることが出来る。
【実施例２】
【００４８】
以下、図１０、図１１と図１２を用いて、本発明の第２の実施例による、撮像装置から情報端末へ情報を送信する場合のビット削減方法について説明する。本実施形態に示す方法をとることで、撮影画像の輝度が高い場合、もしくは輝度が低い場合について、送信するデータ量を削減することが可能となる。
【００４９】
図１０は、撮影画像の輝度が高い場合における画像水平方向の輝度分布を示した図である。図１０では、輝度値１２０００００を中心として±５１２以内に収まっている場合を考える。このとき、輝度レンジは１０２４となるため、１０ｂｉｔで画素ごとの情報を表現可能である。つまり、図１２に示したように、１０ｂｉｔの輝度分布で情報を表現することが出来る。
【００５０】
図１１は、撮影画像の輝度が低い場合における画像水平方向の輝度分布を示した図である。輝度値１０００を中心として±５１２以内に収まっているため、輝度レンジは１０２４となる。つまり、図１０に示した画像と同様に、図１２に示した輝度分布に変換することが可能である。
【００５１】
上述のようなビット削減を実施するか否かは、撮影画像によって異なる。以下、ビット削減を行う判定方法について示す。撮影された画像は、演算部１８０によってその輝度分布が算出される。その際、輝度レンジが１０２４以内に収まっているかどうかの判定を行う。１０２４以内に収まっている場合、ビット数削減部１５０によるビット数削減を行う。１０２４以内に収まっていない場合、ビット数削減を行わない。
【００５２】
以上のような操作をすることで、データ量削減を行い、情報端末へ情報を送信する際に通信律速を削減することが可能となる。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  撮像装置、１１０  無線送受信部、１２０  記憶部、
１３０  ビット深度拡張部、１４０  リサイズ部、１５０  ビット数削減部、
１６０  選択部、１７０  撮像部、１８０  演算部
【図１】
2020031288.tif 000003
【図２】
2020031288.tif 000004
【図３】
2020031288.tif 000005
【図４】
2020031288.tif 000006
【図５】
2020031288.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020031288.tif 000009
【図８】
2020031288.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020031288.tif 000012
【図１１】
2020031288.tif 000013
【図１２】
2020031288.tif 000014