(57)【要約】【課題】  光学収差の補正を画像処理で行なうとき、光学補正処理と並行して、ホワイトバランス補正やコントラスト補正などの画像処理を行なうことで、メモリ量を削減しつつ、連続撮影性能を落とさずに画像処理も適切に行なうことを目的とする。【解決手段】  収差補正データを用いて前記特徴量の検出又は補正係数の算出を行い、算出された補正係数に基づき、収差補正後の画像データに対して、ホワイトバランス補正やコントラスト補正等の補正処理を行う。【選択図】  図１
2010041682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段と、
前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数を記憶する記憶手段と、
前記第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正手段と、
前記第１の補正手段により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出手段と、
前記特徴量検出手段により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出手段と、
前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正手段により補正された画像データを補正する第２の補正手段と、
前記第１の補正係数を特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出のために変換する変換手段と、を有し、
前記特徴量検出手段又は前記係数算出手段は前記変換手段により変換された補正データを用いて前記特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記変換された補正データを用いることにより得られた前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正手段により補正された画像データを補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特徴量検出手段及び前記係数算出手段はホワイトバランス補正のための特徴量の検出及び補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記補正係数に基づき前記画像データのホワイトバランス補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記特徴量検出手段及び前記係数算出手段は明るさ及びコントラスト補正のための特徴量の検出及び補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記補正係数に基づき前記画像データの明るさ及びコントラスト補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴量検出手段及び前記係数算出手段は顔の明るさ補正のための特徴量の検出御及び補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記補正係数に基づき前記画像データの顔の明るさ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記特徴量検出手段及び前記係数算出手段は暗部補正のための特徴量の検出御及び補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記補正係数に基づき前記画像データの暗部補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１の補正手段による補正処理と、前記特徴量検出手段の特徴量検出及び前記係数算出手段の係数算出少なくとも１つの補正処理を平行して行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記光学レンズの収差は、周辺光量落ち、倍率色収差、軸上色収差、歪曲収差のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮像手段における光学レンズは交換可能であり、前記記憶手段は、光学レンズ毎に前記第１の補正係数を記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段と、
前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数を記憶する記憶手段と、
前記第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正手段と、
前記第１の補正係数に応じて特徴量の検出条件を指示する指示手段と
前記指示手段により指示された検出条件に基づき、前記第１の補正手段により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出手段と、
前記特徴量検出手段により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出手段と、
前記係数算出手段により算出された第２の補正係数に基づき、前記第１の補正手段により補正された画像データを補正する第２の補正手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段を有する画像処理装置の画像処理方法であって、
前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正工程と、
前記第１の補正工程により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出工程と、
前記特徴量検出工程により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出工程と、
前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正工程により補正された画像データを補正する第２の補正工程と、
前記第１の補正係数を特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出のために変換する変換工程と、を有し、
前記特徴量検出工程又は前記係数算出工程は前記変換工程により変換された補正データを用いて前記特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出を行い、前記第２の補正工程は前記変換された補正データを用いることにより得られた前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正工程により補正された画像データを補正することを特徴とする画像処理装置の画像処理方法。
【請求項１１】
光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段を有する画像処理装置の画像処理方法であって、
前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正工程と、
前記第１の補正係数に応じて特徴量の検出条件を指示する指示工程と、
前記指示工程により指示された検出条件に基づき、前記第１の補正工程により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出工程と、
前記特徴量検出工程により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出工程と、
前記係数算出工程により算出された第２の補正係数に基づき、前記第１の補正工程により補正された画像データを補正する第２の補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理装置の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズを通して得られた被写体像を光電変換機能を持つ撮像素子から読み出した画像データに対して補正処理を行なう技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一眼レフデジタルカメラのブロック構成を図１５に示す。この構成では、まず、レンズ制御部３０３により制御され撮影レンズ３０２を通じて被写体像が結像される。そして、撮像素子３１２は光電変換を用いて結像した被写体像を撮像し、Ａ／Ｄ変換３１３が撮像素子から出力された画像データをＡ／Ｄ変換してデジタル画像データを出力する。次に、収差補正部３１５は、撮影レンズの収差を補正する処理を行ない、撮影レンズの光学的な収差を補正した画像データを出力する。撮影レンズの収差補正を行った後、現像処理部３１６は、ホワイトバランス補正、色変換処理、コントラスト変換（ガンマ変換）、シャープネス処理等の各種画像補正処理を行う。図１５の例では、カメラ本体部３００は、ホワイトバランス補正処理のためのＷＢ補正検出部３３３及びＷＢ補正係数算出部３３４を備えている。現像処理部３１６により画像補正処理された画像データは、記録制御部３２０により記録媒体３２１にされる。または、出力制御部３２２により、ディスプレイやカラープリンター等の表示媒体によって鑑賞するに最適な画像データとなるように画像処理され、これら表示媒体３２３に出力される。
【０００３】
上記収差補正部３１５における撮影レンズの光学的な収差補正を行なうには、カメラメモリ３１１にあらかじめ光学的な収差補正を行うための補正テーブルを保存しておき、これを利用する方法がある。この方法では、撮影時にカメラ制御部３１０がカメラメモリ３１１から補正テーブルが読み出し、収差補正部３１５に補正テーブルを送り、収差補正部３１５が撮影した画像データに対して収差補正処理を行う。特に、撮影した画像のシェーディング特性を補正する処理として、特許文献１のような方法が開示されている。本文献では、原稿をスキャニングして画像データを取り込む際、取り込み装置の光学的特性や撮像素子の特性を含めたシェーディング特性を補正する。そのとき、あらかじめスキャンして取り込んであるデータからシェーディング特性を補正するデータを作成してメモリに保存する。そして、スキャニング時に保存された補正データを読み出して、スキャンした画像のシェーディングを補正する。
【特許文献１】特開平８−２１４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、撮影された画像データに対して収差補正を行なってから、各種画像処理のための画像を解析するための検出処理と、その検出結果に応じた画像補正処理を行なうための画像補正係数を求める処理が行なわれていた。図１５の例では、収差補正処理部３１５で処理された画像データに対してＷＢ補正検出部３３３での検出処理と、ＷＢ補正係数算出部３３４による算出処理がされる。その一方で、収差補正後の画像データはバッファメモリ３１４に一時的に記憶されていた。
【０００５】
しかしながら、上記構成では、連写性能や連続撮影枚数の性能等が収差補正部３１５の処理性能に大きく依存してしまうことになる。すなわち、撮影レンズの収差補正処理を行う時間が大きいとき、その処理時間だけ後段の現像処理や記録処理等は遅れが生じる。また、収差補正をしている間は次の撮影した画像データを入力することもできず、連続撮影を行なう際の次のカットを撮影できるまでの時間がかかってしまう。連写性能や連続撮影枚数の性能を維持するために、収差補正部３１５の前にバッファメモリを設けることもできるが、コストやハードウェアの規模を増大させてしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためのものであり、連写性能や連続撮影枚数の性能を維持しながら、収差補正処理によって画質の向上も図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段と、前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数を記憶する記憶手段と、前記第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正手段と、前記第１の補正手段により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出手段と、前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正手段により補正された画像データを補正する第２の補正手段と、前記第１の補正係数を特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出のために変換する変換手段と、を有し、前記特徴量検出手段又は前記係数算出手段は前記変換手段により変換された補正データを用いて前記特徴量の検出又は前記第２の補正係数の算出を行い、前記第２の補正手段は前記変換された補正データを用いることにより得られた前記第２の補正係数に基づき前記第１の補正手段により補正された画像データを補正することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像処理装置は、光学レンズを通して結像された画像を撮像素子を用いて撮像し、得られた画像データを出力する撮像手段と、前記光学レンズの収差を補正するための第１の補正係数を記憶する記憶手段と、前記第１の補正係数に基づき前記撮像手段から出力された画像データを補正する第１の補正手段と、前記第１の補正係数に応じて特徴量の検出条件を指定する指定手段と、前記指定手段により指定された検出条件に基づき、前記第１の補正手段により補正されていない前記撮像手段から出力された画像データから特徴量を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段により検出された特徴量に基づき第２の補正係数を算出する係数算出手段と、前記係数算出手段により算出された第２の補正係数に基づき、前記第１の補正手段により補正された画像データを補正する第２の補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、連写性能や連続撮影枚数の性能を維持させ、かつ、収差補正処理によって画質を向上させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の画像処理装置を適用可能な一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。このカメラは、被写体像を結像するためのレンズユニット１０１、及び撮影した画像を画像データとして、記録媒体１２１に記録したり、ディスプレーやプリンターなどの表示媒体１２３に出力したりするカメラ本体部１００より構成される。
【００１２】
被写体像は撮影レンズ１０２によって結像され、結像された被写体像は撮像素子１１２によって撮影される。撮像素子１１２は撮影された被写体像を光電変換して電気的なデータとして出力し、Ａ／Ｄ変換１１３はこのデータをデジタル画像データに変換する。このように被写体像をデジタル画像データとして出力するために、撮影レンズ１０２においては、レンズ制御部１０３によって、ズーム操作、ピント合焦、絞り制御などが制御される。ここでは、ズーム操作は、使用者がレンズに備わっている不図示のズーム機構を用いて焦点距離を調節し、ピント合焦は、不図示の自動焦点機構によって行なう。また、絞りについては、カメラ制御部１１０が、カメラ本体部１００の不図示の操作部材で使用者が設定した絞り条件を信号線１０６を介してレンズ制御部１０３に送る。レンズ制御部１０３は、その情報に従って撮影レンズ１０２に付属した絞りを制御する。
【００１３】
撮像素子１１２により撮影され、Ａ／Ｄ変換１１３された状態のデジタル画像データは、一旦バッファメモリ１１４に記憶される。ここまでの画像データは、撮影レンズの収差、ここでは周辺光量落ちの歪を持ったデータである。収差補正部１１５はこの画像データに対して周辺光量落ち補正（第１の補正）を行う。収差補正部１１５は、画像データ中の各画素の画面内での位置に基づき、画面中心からの距離によって変化するゲイン（第１の補正係数）を各画像データに掛けることによって周辺光量落ち補正を行なう。各ゲインのデータは、カメラ制御部１１０から信号線１５２を通じて収差補正部１１５に送られる。
【００１４】
ここでのゲインのデータの一例を図２に示す。画面内における画面中心からの距離（像高）に対して、１０点のドットで表されているゲインのデータで構成されている。１０点の各像高の間に位置する画素データに対しては、該当する画素データが位置する２点間の像高の各２点のゲインで補間したゲインを使用する。
【００１５】
本実施形態においてレンズユニット１０１は交換可能であり、収差の特性はレンズユニット毎に異なる。したがって、この１０点のゲインのテーブルは、交換できるレンズユニット１０１ごとにＩＤを持たせて、予めその特性を求めておく。
【００１６】
この特性は前記のように、レンズの焦点距離、ピントの合焦した位置までの撮影距離、絞りによって変化し、図３で示すような四次元のテーブルで構成される。これらの各補正係数は、実際に撮影した画像または設計値から実際に撮影した画像を光線追跡によってシミュレートしたものから求めたものが主に用いられる。
図３は、１１の像高に対応した１１点のゲインのデータが示されているが、画面中心すなわち像高０のときは、必ずゲイン＝１．０となるので、省略して１０点のゲインのデータを与えることで対応可能である。例えば、絞りＦ４．０のときは、絞りＦ２．８の像高に対するテーブルと絞りＦ８の像高に対するテーブルの間で、１：２補間したときのデータを使用する。同様に、撮影距離２．０ｍのときは、前記絞りのときに求めた像高に対するテーブルの１．０ｍ時と３．０ｍ時とのテーブル間で１：１補間をする。さらに、焦点距離５０ｍｍのときは、前記で求めた絞りと撮影距離の条件の像高に対するテーブルの５０ｍｍのときのものを用いる。これによって、像高に対する１０点のゲインは決定される。
【００１７】
図３のテーブルは、カメラメモリ１１１に記憶しておき、カメラ本体部１００に装着可能な全撮影レンズ１０１に対応する必要があるので、レンズＩＤ情報に対応するテーブルを持つ必要がある。図３のテーブルを、不図示のレンズ１０１内のメモリに記憶する場合、各撮影レンズ１０１ごとに図３のテーブルを持つので、レンズＩＤ情報に対応する必要はない。以上のようにして準備された周辺光量落ち補正テーブルを用いて、収差補正部１１５において、周辺光量落ち補正処理が行なわれる。
【００１８】
周辺光量落ち補正は、画面全体の各画素に対して、その画素の位置に対応した図２に示された像高に対するゲインを掛ける。１０点の間に位置する画素に対しては、その画素を挟む２点のゲインで補間されたゲインを用いる。その結果、図４に示されるように、均一輝度面を撮影したときの元のデジタル画像データ４０１は、像高に対して４０２のように均一な画面になるように補正される。
【００１９】
本実施形態では、現像処理部１１６において、各画像処理である、ホワイトバランス処理、明るさ及びコントラスト補正処理、顔の明るさ補正処理、暗部補正処理の４つの処理を行なう。これらの処理のために、本体部１００は、撮影した画像データから各種の特徴量を検出する特徴量検出ブロック１３０と、このブロックで得られた特徴量に基づいて各画像処理のための補正係数を算出する補正係数算出ブロック１３１を有している。ここで、特徴量検出ブロック１３０は、ＷＢ（ホワイトバランス）検出部１３３、ヒストグラム検出部１３５、顔検出部１３７、及び暗部補正検出部１３９を有している。また、補正係数算出ブロック１３１は、ＷＢ補正係数算出部１３４，明るさ・コントラスト補正係数算出部１３６、顔明るさ補正係数算出部１３８、及び暗部補正係数算出部１４０を有している。
【００２０】
次に本実施形態の特徴である、収差補正部１１５による収差補正処理と、特徴量検出ブロック１３０及び補正係数算出ブロック１３１による検出処理及び算出処理との平行処理について説明する。
【００２１】
まず、ＷＢ検出部１３３、ＷＢ補正係数算出部１３４、及び現像処理部１１６で行われるホワイトバランス処理について説明する。
【００２２】
ＷＢ検出部１３３においては、撮影した画像よりホワイトバランスを自動的に行なうために、撮影した画像を複数画素ごとに２次元ブロックに分割する。そして、図５に示されるような、Ｒ画素５０１、Ｇ１画素５０２、Ｇ２画素５０３、及びＢ画素５０４ごとにブロック内で積分し、ブロック内の積分結果よりＲ：Ｇ１：Ｇ２：Ｂの色比を求める。また、例えば、色比Ｒ：（Ｇ１＋Ｇ２）とＢ：（Ｇ１＋Ｇ２）の２次元座標上で、あらかじめ撮像素子のＲ：（Ｇ１＋Ｇ２）：Ｂの黒体輻射軌跡特性を示す線を調べておく。そして、その線の近傍に位置する座標となる色比のブロックを無彩色ブロックと判定し、無彩色と判定されたブロックのみのブロック内のＲ、Ｇ１＋Ｇ２、Ｂをさらに積分し、その色比Ｒ：（Ｇ１＋Ｇ２）：Ｂを求めて、画面全体の白色成分の色比とする。ＷＢ補正係数算出部１３４は、ここで求められた画像の色比より、この色比を１：１：１にするためのホワイトバランス係数を求め、その係数を現像処理部１１６に送り、現像処理部１１６においてホワイトバランス補正処理が行なわれる。
【００２３】
本実施形態では、撮影されたデジタル画像データを、ホワイトバランス検出処理、ホワイトバランス係数算出処理を行なう間に、平行して、バッファメモリ１１４を経て収差補正処理部１１５において周辺光量落ち補正処理を行なう。これにより、収差補正処理、ホワイトバランス検出処理及びホワイトバランス係数算出処理の全てが終了するまでの処理時間を短縮することができるようになる。したがって、連続撮影間隔を速くすることができたり、連続撮影枚数を多くすることができるなど、撮影性能の向上を図ることができる。
【００２４】
しかしながら、ＷＢ検出部１３３に入力される撮影画像は、収差補正前の画像データであるので、周辺光量落ちの歪を持ったままである。したがって、ホワイトバランス処理時には、周辺光量落ちの歪の分を反映させる必要がある。
【００２５】
本実施形態では、補正係数変換部１４１がカメラ制御部１１０から読み出された周辺光量落ち補正データを、レベルのビット数変換や次元の変更等によりＷＢ検出に利用できる周辺光量落ち補正ゲインに変換する。そして、ＷＢ検出部１３３が変換された周辺光量落ち補正ゲインを用いて検出処理を行なう。
【００２６】
図６はその一例を説明する図であり、撮影画像の画面全体と処理対象の分割ブロックの関係を示している。図６において、ＷＢ検出部１３３が、例えば６０２の位置のブロックのホワイトバランス検出のための色比を算出して、６０２は無彩色のブロックであると判定したとする。このとき、無彩色ブロックを集めてＲ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂごとに積分する際、画面中心６０１から６０２ブロック中心６０３までの距離を求め、その長さと同じ像高の周辺光量落ち補正ゲインをブロック内のＲ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂの各積分値に掛ける。これによって、ホワイトバランス補正のための検出結果に周辺光量落ちの歪みの分を反映させたことになる。
【００２７】
次に、ヒストグラム検出部１３５、明るさ・コントラスト補正係数算出部１３６、及び現像処理部１１６で行われる明るさ及びコントラスト補正処理について説明する。
【００２８】
まず、ヒストグラム検出部１３５は、撮影されたデジタル画像データの画像全体に各画素値に対する頻度を積算することでヒストグラムを求める。そのヒストグラムを元に、明るさ・コントラスト補正係数算出部１３６において、画像全体の明るさやコントラストを調整する。
【００２９】
例えば、図７（ａ）のように、ヒストグラムの分布が低輝度寄りであり、全体に暗い画像になっているものを、図７（ｂ）のようにヒストグラムが高輝度寄りの明るい画像にしたいとする。この場合は、図８のように、補正前の入力画像データに対して、補正後の出力画像データが大きくなるような特性の補正を行なう必要がある。
【００３０】
また、図９（ａ）のように、逆光シーンなどであり、ヒストグラムが低輝度寄りと高輝度寄りの２箇所に主に分布していて、この画像の低輝度寄りの分布に補正を掛けて図９（ｂ）のように低輝度寄りの部分を明るくしたいとする。このようなコントラスト補正を行なう場合、図１０のような入出力関係になるような特性のゲインを掛ける補正を行なう必要がある。
【００３１】
本実施形態では、撮影されたデジタル画像データを、ヒストグラム検出処理、明るさ・コントラスト補正係数算出処理を行なう間に、平行して、バッファメモリ１１４を経て収差補正処理部１１５において周辺光量落ち補正処理を行なう。これにより、収差補正処理、ヒストグラム検出処理、明るさ・コントラスト補正係数算出処理の全てが終了するまでの処理時間を短縮することができるようになる。したがって、連続撮影間隔を速くすることができたり、連続撮影枚数を多くすることができるなど、撮影性能の向上を図ることができる。
【００３２】
しかしながら、ヒストグラム検出部１３５に入力される撮影画像は、収差補正前の画像データであるので、周辺光量落ちの歪を持ったままである。したがって、明るさ・コントラスト補正時には、周辺光量落ちの歪の分を反映させる必要がある。
【００３３】
本実施形態では、補正係数変換部１４１がカメラ制御部１１０から読み出された周辺光量落ち補正データを、レベルのビット数変換や次元の変更等によりヒストグラム検出に利用できる周辺光量落ち補正ゲインに変換する。そして、ヒストグラム検出部１３５が変換された周辺光量落ち補正ゲインを用いて検出処理を行なう。
【００３４】
ヒストグラム検出部１３６は、図７（ａ）や図９（ａ）の補正前の画像の頻度分布を求めるときに、補正係数変換部１４１により変換された周辺光量落ち補正ゲインを入力する。そして、ヒストグラム検出部１３５は、入力される画像データの各画素値の位置によって、周辺光量落ち補正ゲインを掛けてから画素値の頻度分布を求めるようにする。このようにしてヒストグラムを求めることで、周辺光量落ち補正を反映した明るさ・コントラスト補正処理を行なうことができる。
【００３５】
次に、顔検出部１３７、顔明るさ補正係数算出部１３８，及び現像処理部１１６で行われる顔明るさ補正処理について説明をする。
まず、顔検出部１３７は、撮影された画像データより顔の位置や明るさを検出する。そして、顔明るさ補正係数算出部１３８は、ここで得た顔の位置情報及び顔の明るさ情報を元に、顔の明るさを適正な好ましい明るさに補正をするための係数を算出する。
【００３６】
本実施形態では、撮影されたデジタル画像データを、顔検出処理、顔明るさ補正係数算出処理を行なう間に、平行して、バッファメモリ１１４を経て収差補正処理部１１５において周辺光量落ち補正処理を行なう。これにより、収差補正処理、顔検出処理、顔明るさ補正係数算出処理の全てが終了するまでの処理時間を短縮することができるようになる。したがって、連続撮影間隔を速くすることができたり、連続撮影枚数を多くすることができるなど、撮影性能の向上を図ることができる。
【００３７】
しかしながら、顔検出部１３７に入力される撮影画像は、収差補正前の画像データであるので、周辺光量落ちの歪を持ったままである。したがって、顔明るさ補正時には、周辺光量落ちの歪の分を反映させる必要がある。
【００３８】
本実施形態では、補正係数変換部１４１がカメラ制御部１１０から読み出された周辺光量落ち補正データを、レベルのビット数変換や次元の変更等により変換する。すなわち、補正データを顔検出に利用できる周辺光量落ち補正ゲイン及び顔明るさ補正係数算出に利用できる周辺光量落ち補正ゲインに変換する。
【００３９】
顔検出部１３７は、周辺光量落ち補正のゲインを補正係数変換部１４１より得て、画面周辺の明るさを補正してから顔検出を行なう。これにより、画像の周辺部に写っている低輝度の顔の情報も正確に得ることができる。
【００４０】
また顔明るさ補正係数算出部１３８は、検出された顔の明るさの値に対して、顔の位置情報を使って像高位置を求めて、周辺光量落ち補正のゲインを掛けることによって、周辺光量落ち補正後の顔の明るさを補正する係数を求める。
【００４１】
現像処理部１１６は、以上の処理の結果得られた係数を用いて、目標となる顔の明るさに到達するためのゲイン補正を行なうことによって、周辺光量落ち補正を反映させた顔の明るさ補正処理を適正に行なうことができる。
【００４２】
次に、暗部補正検出部１３９、暗部補正係数算出部１４０、及び現像処理部１１６で行われる暗部補正処理について説明をする。
【００４３】
例えば、撮影した画像の一部分がその周辺部よりも大きく暗い場合、その暗い部分を明るく補正して画像のコントラストを平坦な方に補正する処理が必要なシーンが存在する。例えば、主被写体が逆光で撮影されたシーンなどがそれにあたる。本実施形態の暗部補正処理はこの様なシーンを全体として適正な明るさにするための処理処理であり、以下その処理の詳細を説明する。
【００４４】
図１１は、暗部補正検出部１３９が処理対象とする画像の画面全体を示しており、画面内を大きいブロック１１０４、小さいブロック１１０２に分割される。そして、大きいブロック内の各画素値の平均値ＡｖｅＬ、小さいブロック内の各画素値の平均値ＡｖｅＳを求める。暗部補正係数算出部１４０は、各画素値とＡｖｅＬ、ＡｖｅＳとの関係から各画素ごとにおいて、画素値Ｐに掛けるゲインを算出する。そして、現像処理部１１６がこのゲイン値に基づく補正を行うことで、暗部のコントラスト補正を行なうことができる。
【００４５】
ここで、大ブロック内の平均値に対するゲインＧＬ、小ブロック内の平均値に対するゲインＧＳ、各画素値に対するゲインＧｐとする。各ゲインＧＬ、ＧＳ、ＧｐをそれぞれＡｖｅＬ、ＡｖｅＳ、Ｐに対して、図１２に示されるように、大きい値ほど小さく、小さい値ほど大きくなるようなゲイン値を与えると、求める補正結果の各画素値Ｙｐは次式で表される。
【００４６】
Ｙｐ＝（ＧＬ＊ＫＬ＋ＧＳ＊ＫＳ＋Ｇｐ＊Ｋｐ）＊Ｐ
ここで、ＫＬ、ＫＳ、Ｋｐは、各ゲインＧＬ、ＧＳ、Ｇｐによって生成される画像データを見栄えが好ましくなるように最適化するための固定の設計チューニング値で、色々なシーンの撮影画像より求めるものある。
【００４７】
以上のような補正を行なうことで、逆光シーンのような主被写体が暗く、その周辺が明るいときに、暗部である主被写体の明るさを補正するようにコントラスト調整を行なうことができる。
【００４８】
本実施形態では、撮影されたデジタル画像データを、暗部補正検出処理、暗部補正係数算出処理を行なう間に、平行して、バッファメモリ１１４を経て収差補正処理部１１５において周辺光量落ち補正処理を行なう。これにより、収差補正処理、暗部補正検出処理、及び暗部補正係数算出処理の全てが終了するまでの処理時間を短縮することができるようになる。したがって、連続撮影間隔を速くすることができたり、連続撮影枚数を多くすることができるなど、撮影性能の向上を図ることができる。
【００４９】
しかしながら、暗部補正検出部１３９に入力される撮影画像は、収差補正前の画像データであるので、周辺光量落ちの歪を持ったままである。したがって、暗部補正時には、周辺光量落ちの歪の分を反映させる必要がある。
【００５０】
本実施形態では、補正係数変換部１４１がカメラ制御部１１０から読み出された周辺光量落ち補正データを、レベルのビット数変換や次元の変更等により暗部補正係数算出に利用できる周辺光量落ち補正ゲインに変換する。そして、暗部補正係数算出部１４０が変換された周辺光量落ち補正ゲインを用いて算出処理を行なう。
【００５１】
暗部補正係数算出部１４０が、上式のゲインＧＬ、ＧＳ、Ｇｐを求める際に反映させる。すなわち、各ブロックや画素の値ＡｖｅＬ、ＡｖｅＳ、Ｐに対して、それらの位置（ブロックの場合はブロックの中心座標）によって、周辺光量落ち補正の像高位置に対応するゲインを掛ける。これにより、各ゲイン値に、この暗部補正における周辺光量落ち補正処理を反映させることができる。このようにして周辺光量落ち補正が反映された各画像処理補正係数が求められた各処理を現像処理部１１６において行なう。
【００５２】
以上のようにして、撮影レンズの光学的収差補正処理を行なうときに、撮影レンズの収差補正をホワイトバランス補正処理などの画像補正処理と平行に行なうようにした。また、この補正処理に基づき各種の画像処理における補正係数等を変更するようにした。これにより、メモリ量を節約しつつ、連写性能や連続撮影枚数の性能を維持させ、かつ、収差補正処理によって画質を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態では、撮影レンズの収差として周辺光量落ちの歪を補正するときを例に述べたが、倍率色収差、軸上色収差、及び歪曲収差などの他の収差の補正のときも同様な処理を行なうことで、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態と同様に、周辺光量落ち補正と平行に各種画像処理のための検出処理、及び画像補正係数算出処理を行なう方法であるが、検出処理の処理条件に周辺光量落ちの影響を受けない範囲で行なうことを特徴としている。
【００５５】
図１３は、第２の実施形態のデジタルカメラのブロック構成を示す図である。本実施形態のブロック構成のうち、第１の実施形態と同様の機能を有するものには、同じ符号が付されている。本実施形態では、第１の実施形態の補正係数変換部１４１に代り、検出条件指示部２４２を有する。また、基本的な機能は第１の実施形態の特徴量検出ブロック１３０及び補正係数算出ブロック１３１同じであるが検出条件指示部２４２の条件指定に応じた処理を行う特徴量検出ブロック２３０及び補正係数算出ブロック２３１を有している。
【００５６】
次に本実施形態の特徴である、収差補正部１１５による収差補正処理と、特徴量検出ブロック２３０及び補正係数算出ブロック２３１による検出処理及び算出処理との平行処理について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、特徴量検出ブロック２３０での検出処理及び補正係数算出ブロック２３１での算出処理を行なうのに平行して、バッファメモリ１１４を経て収差補正処理部１１５において周辺光量落ち補正処理を行なう。これにより、連続撮影間隔を速くすることができたり、連続撮影枚数を多くすることができるなど、撮影性能の向上を図ることができる。しかしながら、第１の実施形態と同様に、特徴量検出ブロック２３０に入力される撮影画像は、収差補正前の画像データであるので、周辺光量落ちの歪を持ったままである。
【００５７】
本実施形態において、検出条件指示部２４２は、特徴量検出ブロック２３０の各画像処理の検出部で撮影した画像データの解析を行なうとき、周辺光量落ちの歪の影響を大きく受ける範囲を定義する。
【００５８】
また、検出条件指示部２４２は、カメラ制御部１１０から出力された周辺光量落ち補正データを入力し、その像高に対応するデータのゲインを解析する。ここで、例えば、ゲイン１．２倍以上である像高を周辺光量落ちの歪の影響を受ける範囲を定義すると、ゲイン１．２倍以上となる像高に相当する画面内の座標を含む検出位置を検出範囲から除外するように特徴量検出ブロック２３０に指示する。
【００５９】
図１４に影響範囲を定義づけた１画面の画像の例を示す。図に示すように、全画面１４０１の中心座標１４０４から像高１．２倍未満の周辺光量落ち補正ゲインとなる範囲を矢印１４０５とすると、各画像処理の検出処理に用いるブロックは、太枠１４０３で囲まれた範囲内となる。
【００６０】
特徴量検出ブロック２３０の各検出部は、検出条件指示部２４２からの指示に応じて検出処理範囲を制限するように構成されている。したがって、検出条件指示部２４２は、すべての画像処理の検出処理をこの範囲内に限定する。補正係数算出ブロック２３１は第１の実施形態と異なり収差補正処理の条件をなんら考慮することなく特徴量検出ブロック２３０からの検出結果に基づき係数算出を行う。このように構成することで、各画像処理が周辺光量落ちにの歪によって受ける影響を低減することができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、撮影レンズの光学的収差補正処理を行なうときに、撮影レンズの収差補正をホワイトバランス補正処理などの画像補正処理と平行に行なった。そして、それら補正処理のための検出処理の動作範囲を収差補正処理の影響の少ない範囲に限定するようにした。これにより、メモリ量を節約しつつ、連写性能や連続撮影枚数の性能を維持させ、かつ、収差補正処理によって画質を向上させることができる。また、第１の実施形態と比較して特徴量検出ブロック及び補正係数算出ブロックにおける処理を複雑にすることなく収差補正処理に係る補正を行うことができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、検出条件指示部２４２は、すべての画像処理の検出処理を図１４に示す範囲内に限定したが、各処理個別に制限するようにしてもよい。例えば、ＷＢ検出に対して顔検出のほうが収差による誤検出を受けやすいのであれば、顔検出についての検出範囲をＷＢ検出範囲より狭いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態における一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】周辺光量落ち補正のゲインを表す図である。
【図３】周辺光量落ち補正のゲインの変化を表す図である。
【図４】周辺光量落ち補正を説明する図である。
【図５】各画素の配列を示す図である。
【図６】画像処理ブロックと像高の関係を表す図である。
【図７】画像が暗いときの明るさ及びコントラスト補正を説明する図である。
【図８】画像が暗いときの明るさ及びコントラスト補正のゲインを説明する図である。
【図９】逆光撮影での明るさ及びコントラスト補正を説明する図である。
【図１０】逆光撮影での明るさ及びコントラスト補正のゲインを説明する図である。
【図１１】暗部補正のブロックを示す図である。
【図１２】暗部補正のゲインを求めるための説明図である。
【図１３】第２の実施形態における一眼レフデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図１４】周辺光量落ちの歪による影響範囲を示す図である。
【図１５】従来のデジタルカメラのブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  カメラ本体
１１０  カメラ制御部
１１５  収差補正部
１１６  現像処理部
１３０  特徴量検出ブロック
１３１  補正係数算出ブロック
【図１】
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【図２】
2010041682.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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