(57)【要約】【課題】  撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正を行うことを目的とする。【解決手段】  被写体を撮像して画像のデータを生成する撮像部と、撮像画面を複数のエリアに分割し、前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて前記エリアごとに評価値を算出する評価値算出部と、前記評価値算出部により算出した前記評価値に基づいて、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する判定部と、前記判定部によりシェーディング補正を行うと判定したエリアにシェーディング補正を行い、シェーディング補正を行わないと判定したエリアにシェーディング補正を行わないシェーディング補正部とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像のデータを生成する撮像部と、
撮像画面を複数のエリアに分割し、前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて前記エリアごとに評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部により算出した前記評価値に基づいて、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する判定部と、
前記判定部によりシェーディング補正を行うと判定したエリアにシェーディング補正を行い、シェーディング補正を行わないと判定したエリアにシェーディング補正を行わないシェーディング補正部と
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記エリアごとにそれぞれ対応するシェーディング補正値を予め格納するメモリをさらに備え、
前記判定部は、前記評価値算出部により算出した前記評価値と前記メモリに格納された前記シェーディング補正値とを比較することにより、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記判定部は、前記評価値算出部により算出した前記評価値と閾値とを比較することにより、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて、前記エリアごとにエッジを検出するエッジ検出部をさらに備え、
前記判定部は、前記エッジ検出部により前記エッジを検出したエリアにシェーディング補正を行い、前記エッジを検出しないエリアにシェーディング補正を行わないと判定する
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて、前記エリアごとにエッジ量を算出するエッジ量算出部をさらに備え、
前記判定部は、前記画像の中心に位置するエリアの前記評価値と前記画像の周辺に位置するエリアの前記評価値との比率が、前記画像の周辺に位置するエリアに対応する前記シェーディング補正値の逆数に近似し、かつ、前記画像の周辺に位置するエリアの前記エッジ量が閾値以下である場合に、シェーディング補正を行うと判定する
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記被写体の輝度を測光する測光部と、
前記測光部により測光した前記輝度に応じたゲイン値を算出するゲイン値算出部とをさらに備え、
前記シェーディング補正部は、前記ゲイン値算出部により算出した前記ゲイン値に基づいて、シェーディング補正を行う
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデジタルカメラにおいて、
前記撮像部により生成した前記画像に含まれる全エリアの前記評価値の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値算出部により算出した前記平均値に応じたゲイン値を算出するゲイン値算出部とをさらに備え、
前記シェーディング補正部は、前記ゲイン値算出部により算出した前記ゲイン値に基づいて、シェーディング補正を行う
ことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像して画像のデータを生成するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像周辺の光量落ち（シェーディング）を補正するデジタルカメラが知られる。
【０００３】
例えば、特許文献１のデジタルカメラは、画像を複数のブロックに分割し、このブロックごとに１つずつ設定された光量補正データに基づいて、各画素ごとにシェーディング補正を行う。
【特許文献１】特開２００１−２７５０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したデジタルカメラは、撮像した画像に対して一律にシェーディング補正を行う。そのため、必ずしも撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正が施されない可能性がある。例えば、画像中の高輝度被写体が飽和するおそれがある。また、夜景など全体的に暗い画像は全体的に明るくなり、ユーザが違和感を感じることがある。さらに、エッジがある画像においてはノイズが目立つ場合がある。
【０００５】
そこで、本発明のデジタルカメラは、撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のデジタルカメラは、被写体を撮像して画像のデータを生成する撮像部と、撮像画面を複数のエリアに分割し、前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて前記エリアごとに評価値を算出する評価値算出部と、前記評価値算出部により算出した前記評価値に基づいて、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する判定部と、前記判定部によりシェーディング補正を行うと判定したエリアにシェーディング補正を行い、シェーディング補正を行わないと判定したエリアにシェーディング補正を行わないシェーディング補正部とを備える。
【０００７】
なお、好ましくは、前記エリアごとにそれぞれ対応するシェーディング補正値を予め格納するメモリをさらに備え、前記判定部は、前記評価値算出部により算出した前記評価値と前記メモリに格納された前記シェーディング補正値とを比較することにより、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定しても良い。
【０００８】
また、好ましくは、前記判定部は、前記評価値算出部により算出した前記評価値と閾値とを比較することにより、前記エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定しても良い。
【０００９】
また、好ましくは、前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて、前記エリアごとにエッジを検出するエッジ検出部をさらに備え、前記判定部は、前記エッジ検出部により前記エッジを検出したエリアにシェーディング補正を行い、前記エッジを検出しないエリアにシェーディング補正を行わないと判定しても良い。
【００１０】
また、好ましくは、前記撮像部により生成した前記画像のデータに基づいて、前記エリアごとにエッジ量を算出するエッジ量算出部をさらに備え、前記判定部は、前記画像の中心に位置するエリアの前記評価値と前記画像の周辺に位置するエリアの前記評価値との比率が、前記画像の周辺に位置するエリアに対応する前記シェーディング補正値の逆数に近似し、かつ、前記画像の周辺に位置するエリアの前記エッジ量が閾値以下である場合に、シェーディング補正を行うと判定しても良い。
【００１１】
また、好ましくは、前記被写体の輝度を測光する測光部と、前記測光部により測光した前記輝度に応じたゲイン値を算出するゲイン値算出部とをさらに備え、前記シェーディング補正部は、前記ゲイン値算出部により算出した前記ゲイン値に基づいて、シェーディング補正を行っても良い。
【００１２】
また、好ましくは、前記撮像部により生成した前記画像に含まれる全エリアの前記評価値の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値算出部により算出した前記平均値に応じたゲイン値を算出するゲイン値算出部とをさらに備え、前記シェーディング補正部は、前記ゲイン値算出部により算出した前記ゲイン値に基づいて、シェーディング補正を行っても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のデジタルカメラによれば、撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態におけるデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、デジタルカメラ１は、撮像レンズ２、撮像素子３、Ａ／Ｄ変換部４、画像処理部５、バッファメモリ６、メモリ７、制御部８、表示部９、記録Ｉ／Ｆ部１０、記録媒体１１、操作部１２、バス１３を備える。
【００１５】
撮像レンズ２は、撮像素子３の撮像面に被写体像を結像する。撮像素子３は、撮像レンズ２を通過した光束による被写体像を光電変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応するアナログ画像信号を出力する。ここで、撮像モードにおいて、撮像素子３は、後述のレリーズ釦が全押しされると記録用画像（本画像）を撮像する。また、撮像素子３は、撮像待機時にも所定間隔ごとに間引き読み出しでスルー画像を撮像する。撮像素子３の出力は、Ａ／Ｄ変換部４に接続される。Ａ／Ｄ変換部４は、撮像素子３の出力信号のＡ／Ｄ変換を行う。
【００１６】
画像処理部５は、Ａ／Ｄ変換部４から出力されたデータに各種の画像処理（ホワイトバランス調整、シェーディング補正、色補間、階調変換処理、輪郭強調処理など）を施す。また、画像処理部５は、記録媒体１１に画像のデータを記録する前にＪＰＥＧ形式などで圧縮する処理や、圧縮された上記のデータを伸長復元する処理をも実行する。バッファメモリ６は、画像処理部５による画像処理の前工程や後工程で画像のデータを一時的に記録する。
【００１７】
メモリ７は、画像周辺の光量落ちを補正するためのシェーディング補正テーブル７ａを有する。シェーディング補正テーブル７ａの詳細については、後述する。制御部８は、所定のシーケンスプログラムにしたがって、デジタルカメラ１の統括的な制御を行うプロセッサである。制御部８は、撮像時に必要となる各種演算や、後述するシェーディング補正値の演算などを行う。
【００１８】
表示部９は、制御部８の制御により各種の画像を表示する。表示部９に表示される各種の画像は、本画像、スルー画像、記録媒体１１に記録した画像、メニュー画面などを含む。記録Ｉ／Ｆ部１０は、記録媒体１１を接続するためのコネクタが形成される。そして、記録Ｉ／Ｆ部１０は、コネクタに接続された記録媒体１１に対してデータの書き込み／読み出しを実行する。操作部１２は、レリーズ釦、操作釦などを有する。レリーズ釦は、レリーズ指示の入力をユーザーから受け付ける。操作釦は、上記のメニュー画面等での操作入力をユーザから受け付ける。なお、操作部１２の状態は制御部８により検知される。
【００１９】
なお、画像処理部５、バッファメモリ６、メモリ７、制御部８、記録Ｉ／Ｆ部１０はそれぞれバス１３を介して相互に接続される。Ａ／Ｄ変換部４の出力はバス１３を介して画像処理部５に接続される。また、画像処理部５、記録Ｉ／Ｆ部１０の出力はそれぞれバス１３を介して表示部９に接続される。
【００２０】
図２は、デジタルカメラ１における撮像時の制御部８の動作を示すフローチャートである。なお、以下、画像を３５個のエリアに分割する例を示す。
【００２１】
ステップＳ１で、制御部８は、撮像モードを開始する。例えば、制御部８は、撮像素子３を制御して、スルー画像の撮像を開始する。
【００２２】
ステップＳ２で、制御部８は、露出演算を行う。例えば、制御部８は、ステップＳ１で撮像したスルー画像のデータに基づいて、Ｂｖ値（被写体輝度）を算出する。そして、制御部８は、Ｂｖ値、操作釦を介してメニュー画面により設定された撮像感度や露出モード（例えば、プログラム優先の露出モード、絞り優先の露出モード、シャッター速度優先の露出モードなど）などの撮像条件に基づいて、シャッター速度、絞り値を算出する。
【００２３】
ステップＳ３で、制御部８は、レリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦が全押しされた場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４に移行する。一方、レリーズ釦が全押しされない場合（ＮＯ）には、レリーズ釦が全押しされるまで待機する。
【００２４】
ステップＳ４で、制御部８は、本画像を撮像する。ステップＳ４で撮像した本画像の例を図３に示す。
【００２５】
ここで、シェーディング補正テーブル７ａについて説明する。シェーディング補正テーブル７ａは、エリアごとにそれぞれ対応するシェーディング補正値を格納する。シェーディング補正テーブル７ａの例を図４に示す。以下、いずれかのエリアの輝度をＹｎ、画像の中心部分に位置するエリアの輝度をＹとし、上記いずれかのエリアに対応するシェーディング補正値をＧｎ、画像の中心部分に位置するエリアに対応するシェーディング補正値をＧとする。なお、均一輝度面を撮像した場合には、ＹとＹｎとの比率（Ｙｎ／Ｙ）と、ＧｎとＧとの比率（Ｇ／Ｇｎ）とは一致する。
【００２６】
ところで、デジタルカメラ１により撮像する画像は、均一輝度面だけではなく、例えば、周辺に高輝度の被写体がある画像、夜景など全体的に暗い画像、上方は平面的で下方にエッジがある風景の画像など様々である。このように様々な画像のデータに対して一律にシェーディング補正を行うと、周辺に高輝度の被写体がある場合には、高輝度の被写体が飽和するおそれがある。また、夜景など全体的に暗い画像は、全体的に明るくなり、ユーザが違和感を感じることがある。さらに、エッジがある部分についてはノイズが目立つ場合がある。なお、このノイズを抑制するためにノイズ低減処理を強めると、ディテールが損なわれるという問題が生じる。
【００２７】
そこで、本実施形態のデジタルカメラ１は、以下の処理を行って、撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正を行う。
【００２８】
ステップＳ５で、制御部８は、ステップＳ４で撮像した本画像に含まれる全エリアについて、エリアごとに輝度を算出する。
【００２９】
ステップＳ６で、制御部８は、画像全体の明るさに応じたゲイン値を算出する。なお、画像全体の明るさとゲイン値との関係は、予めメモリ７に記録される。図５は、画像全体の明るさとゲイン値との関係を示す図である。例えば、制御部８は、ステップＳ５で算出したエリアごとの輝度の総和を全エリア数３５で割り、全エリアの輝度の平均値を算出し、画像全体の明るさとする。そして、制御部８は、メモリ７に記録した関係に基づいて、ゲイン値を算出する。なお、制御部８は、ステップＳ２で算出したＢｖ値を画像全体の明るさとしても良い。
【００３０】
ステップＳ７で、制御部８は、シェーディング補正テーブル７ａから全エリアのシェーディング補正値を読み出す。そして、制御部８は、ステップＳ５で算出した輝度と読み出したシェーディング補正値とをエリアごとに比較する。例えば、制御部８は、エリアごとに以下の式を満たすか否かを判定する。なお、Ｔｈは閾値である。
【００３１】
｜Ｙｎ／Ｙ−Ｇ／Ｇｎ｜≦Ｔｈ
ステップＳ８で、制御部８は、ステップＳ７で判定した結果に基づいて、シェーディング補正を行うか否かのフラグＡをエリアごとに設定する。例えば、制御部８は、上記の式を満たす場合には、シェーディング補正を行うと判定し、フラグＡを１に設定する。一方、制御部８は、上記の式を満たさない場合には、シェーディング補正を行わないと判定し、フラグＡを０に設定する。これにより、画像中の高輝度の被写体が飽和するおそれを減らすことができる。エリアごとにフラグＡを設定した例を図６（ａ）に示す。
【００３２】
ステップＳ９で、制御部８は、ステップＳ４で撮像した本画像に含まれる全エリアについて、エリアごとにエッジ量を算出する。例えば、制御部８は、エリアに含まれる各画素の輝度と当該画素に隣接する画素の輝度の差分に基づいて、エッジ量を算出する。
【００３３】
ステップＳ１０で、制御部８は、ステップＳ９で算出したエッジ量が閾値以下か否かをエリアごとに判定する。
【００３４】
ステップＳ１１で、制御部８は、ステップＳ１０で判定した結果に基づいて、シェーディング補正を行うか否かのフラグＢをエリアごとに設定する。例えば、制御部８は、エッジ量が閾値以下である場合には、シェーディング補正を行うと判定し、フラグＢを１に設定する。エッジ量が小さいエリアは、平面的でのっぺりとしており、シェーディングが目立ちやすいためである。
【００３５】
一方、制御部８は、エッジ量が閾値より大きい場合には、シェーディング補正を行わないと判定し、フラグＢを０に設定する。エッジ量が大きいエリアは、凹凸があるため、シェーディングが目立たない。また、シェーディング補正値を掛ける分のノイズを増やさないようにするためである。エリアごとにフラグＢを設定した例を図６（ｂ）に示す。
【００３６】
ステップＳ１２で、制御部８は、ステップＳ８で設定したフラグＡおよびステップＳ１１で設定したフラグＢに基づいて、シェーディング補正を行うか否かの最終的なフラグＣをエリアごとに設定する。例えば、制御部８は、フラグＡが１、かつ、フラグＢが１であるエリアには、シェーディング補正を行うと判定し、フラグＣを１に設定する。一方、制御部８は、フラグＡが０、または、フラグＢが０であるエリアには、シェーディング補正を行わないと判定し、フラグＣを０に設定する。エリアごとにフラグＣを設定した例を図６（ｃ）に示す。
【００３７】
ステップＳ１３で、制御部８は、シェーディング補正テーブル７ａから全エリアのシェーディング補正値を読み出す。そして、制御部８は、ステップＳ６で算出したゲイン値に基づいて、読み出したシェーディング補正値をエリアごとに変更する。変更後のシェーディング補正値をＧ'ｎとすると、Ｇ'ｎは以下の式で表される。
【００３８】
Ｇ'ｎ＝（Ｇｎ−１）×（ゲイン値）＋１
これにより、画像全体の明るさに応じてシェーディング補正値を変更することができる。例えば、図５に示すように、画像全体が暗くなるほどゲイン値が０に近づくため、シェーディング補正値は小さくなる。したがって、例えば、全体的に暗い夜景を撮像した場合には、全体的に明るくならず、夜景の雰囲気が損なわれない。
【００３９】
ステップＳ１４で、制御部８は、シェーディング補正を行うエリアと行わないエリアとの境界にあるエリア（以下、境界エリアという）のシェーディング補正値を再算出する。例えば、制御部８は、ステップＳ１２で設定したフラグＣが０であるエリアのうち、隣接するエリアのフラグＣが１であるエリアを抽出して、境界エリアとする。そして、制御部８は、境界エリアごとに、ステップＳ１３で変更した境界エリアのシェーディング補正値と、シェーディング補正を行わない場合のシェーディング補正値「１」との平均値を算出する。再算出後の境界エリアのシェーディング補正値をＧ''ｎとすると、Ｇ''ｎは以下の式で表される。
【００４０】
Ｇ''ｎ＝（Ｇ'ｎ＋１）／２
これにより、境界エリアのシェーディング補正値が平滑化されるため、シェーディング補正を行うエリアと行わないエリアとの境界が目立ちにくくなる。
【００４１】
ステップＳ１５で、制御部８は、最終的なシェーディング補正テーブルを作成する。例えば、制御部８は、ステップＳ１２で設定したフラグＣが１であるエリアに対して、ステップＳ１３で変更したシェーディング補正値を設定する。また、制御部８は、ステップＳ１４で抽出した境界エリアに対して、ステップＳ１４で再算出したシェーディング補正値を設定する。そして、制御部８は、上記以外のエリア、すなわち、フラグＣが０であり、かつ、隣接するエリアのフラグＣが０であるエリアに対して、「１」を設定する。最終的なシェーディング補正テーブルの例を図６（ｄ）に示す。
【００４２】
ステップＳ１６で、制御部８は、画像処理部５を制御して、ステップＳ４で撮像した本画像のデータに各種の画像処理を行うとともに、ステップＳ１５で作成した最終的なシェーディング補正テーブルに基づいて、エリアごとに対応するシェーディング補正値を掛ける。
【００４３】
ステップＳ１７で、制御部８は、ステップＳ１６で処理を行った本画像のデータを記録媒体１１に記録する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラによれば、エリアごとにシェーディング補正を行うか否かを判定する。そして、シェーディング補正を行うと判定したエリアにシェーディング補正を行い、シェーディング補正を行わないと判定したエリアにシェーディング補正を行わない。したがって、撮像シーンに応じた適切なシェーディング補正を行うことができる。
【００４５】
なお、ステップＳ８において、ステップＳ５で算出した輝度とシェーディング補正値とを比較することにより、フラグＡを設定したが、これに限らない。例えば、制御部８は、ステップＳ５で算出した輝度が閾値以下か否かをエリアごとに判定する。そして、ステップＳ５で算出した輝度が閾値以下の場合には、フラグＡを１に設定する。一方、ステップＳ５で算出した輝度が閾値より大きい場合には、フラグＡを０に設定しても良い。また、ステップＳ２で算出したＢｖ値が閾値以下か否かをエリアごとに判定して、上記と同様に、フラグＡを設定しても良い。
【００４６】
また、上記の実施形態において、制御部８は、スルー画像のデータに基づいてＢｖ値を算出したが、これに限らない。例えば、デジタルカメラ１は、被写体の輝度を測光する測光センサを備える。そして、制御部８は、測光センサの出力に基づいて、Ｂｖ値を算出しても良い。
【００４７】
また、ステップＳ１４において、制御部８は、境界エリアのシェーディング補正値を用たが、これに限らない。例えば、制御部８は、境界エリアのシェーディング補正値の代わりに、境界エリアに隣接し、かつ、ステップＳ１２で設定したフラグＣが１であるエリアのステップＳ１３で変更したシェーディング補正値を用いても良い。
【００４８】
また、上記の実施形態では、ステップＳ４で撮像した本画像に対してシェーディング補正を行う例を示したが、これに限らない。例えば、制御部８は、記録媒体１１に記録した画像に対してシェーディング補正を行っても良い。この場合、制御部８は、記録媒体１１に記録した画像のファイルから機種名を読み出す。そして、デジタルカメラ１と同じ機種のデジタルカメラにより撮像した画像であると判定した場合には、記録媒体１１に記録した画像のデータに基づいて、ステップＳ５からステップＳ１７までの処理を行っても良い。
【００４９】
また、上記の実施形態では、制御部８は、ステップＳ１６で画像処理部５を制御することによりシェーディング補正を行ったが、これに限らない。例えば、撮像素子３がＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサの場合には、画素ごとに予め露光時間を設定することができる。そのため、制御部８は、撮像素子３がＣＭＯＳイメージセンサの場合には、ステップＳ３でレリーズ釦が全押される直前のスルー画像のデータに基づいて、ステップＳ５からステップＳ１５までの処理を行い、最終的なシェーディング補正テーブルを作成する。そして、制御部８は、この最終的なシェーディング補正テーブルに基づいて、各画素の露光時間を設定する。その後、制御部８は、ステップＳ３でレリーズ釦が全押しされた場合には、設定した露光時間ごとに撮像素子３からアナログ画像信号を読み出しても良い。なお、この場合、ステップＳ１６において、制御部８は、画像処理部５を制御して、シェーディング補正を行わない。したがって、シェーディング補正値を掛ける分のノイズを減らすことができる。
【００５０】
また、上記の実施形態では、エリアごとに１つずつシェーディング補正を設定したが、これに限らない。例えば、エリアごとにＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応するシェーディング補正値を設定しても良い。なお、シェーディング補正値は、デジタルカメラ１の個体調整による値、製造ばらつきの中心値、撮像レンズ２および不図示の鏡筒設定値から得られる値などに基づいて設定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態におけるデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。
【図２】デジタルカメラ１における撮像時の制御部８の動作を示すフローチャートである。
【図３】ステップＳ４で撮像した本画像の例を示す図である。
【図４】シェーディング補正テーブル７ａの例を示す図である。
【図５】画像全体の明るさとゲイン値との関係を示す図である。
【図６】エリアごとにフラグを設定した例を示す図と最終的なシェーディング補正テーブルとを示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
３…撮像素子、４…Ａ／Ｄ変換部、５…画像処理部、７…メモリ、７ａ…シェーディング補正テーブル、８…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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