(57)【要約】【課題】  撮影設定条件によってシェーディング補正量が大きくなる場合にも良好な画像を得ることができるようにする。【解決手段】  撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正を行うことによって、シェーディング補正及びガンマ補正によりノイズが目立ってしまうのを防止することができ、良好な画像を常に得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理装置であって、
前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを組み合わせた複数の補正データを記憶回路に記憶する記憶手段を有し、
前記補正手段は、前記撮影設定条件に応じたシェーディング補正データとガンマ補正データとを前記記憶回路に記憶されている複数の補正データの中から選択して前記撮影画像データを補正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３】
前記撮影設定条件となるズーム位置、絞り、フォーカス位置の組み合わせを撮影時に検出する撮影設定条件検出手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記記憶回路に予め記憶されている複数の画像補正データは、撮像光学系や固体撮像素子の特性などによって引き起こされるシェーディングを補正するためのシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データによって目立ってくるノイズを低減させるような特性を持ったガンマ補正データとの組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理方法であって、
前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正工程を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを組み合わせた複数の補正データを記憶回路に記憶する記憶工程を有し、
前記補正工程は、前記撮影設定条件に応じたシェーディング補正データとガンマ補正データとを前記記憶回路に記憶されている複数の補正データの中から選択して前記撮影画像データを補正することを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記撮影設定条件となるズーム位置、絞り、フォーカス位置の組み合わせを撮影時に検出する撮影設定条件検出工程を有することを特徴とする請求項５または６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記記憶回路に予め記憶されている複数の画像補正データは、撮像光学系や固体撮像素子の特性などによって引き起こされるシェーディングを補正するためのシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データによって目立ってくるノイズを低減させるような特性を持ったガンマ補正データとの組み合わせであることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項９】
所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正工程を有する画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記請求項９に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム、記録媒体に関し、特に、所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮像画像データに対してシェーディング補正とガンマ補正とを施すために用いて好適な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子で撮像した静止画像や動画像を、固体メモリ素子を有するメモリカードを記録媒体として記録しておき、必要に応じて前記記録媒体から画像を再生するように構成されている電子カメラ等の画像処理装置が知られている。
【０００３】
このような画像処理装置においては、図５に示すように、第２の光線５０Ｂが光学系のレンズ５１に斜め入射するときに、第２の光線５０Ｂの一部がレンズ５１の枠（図示せず）などに遮られることにより、第１の光線５０Ａにより形成される正常な光線束５２が略真円形状であるのに対して、符号５３で示したように光線束が楕円状に変形してしまう現象が発生する。この結果、有効光束が減少し、光学像が暗くなる口径食という現象や固体撮像素子の特性などにより、撮像によって得られる画像にシェーディング（shading：陰影）が生じることがある。
【０００４】
このようなシェーディングの影響を改善し、高品位な画像を記録または再生するために、記憶手段に予め記憶しておいた画素ごとのゲインアップ量であるシェーディング補正データと、固体撮像素子を露光した状態で電荷蓄積を行った後に読み出した撮影画像データとを用いて演算処理をするシェーディング補正処理が行われる。
【０００５】
前述のようなシェーディング補正処理を行うことにより、撮像レンズによる口径食や固体撮像素子の特性で発生するシェーディングの影響を改善し、高品位な画像を記録したり再生したりすることができる。このようなシェーディング補正処理を行っている従来例としては、特許文献１や特許文献２などがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０１８８４号公報
【特許文献２】特開２００３−２４４５１３号公報
【特許文献３】特開平０６−７０２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来技術においては次のような問題があった。すなわち、前記のような従来の電子カメラ等の画像処理装置においては、シェーディング補正データは記憶手段に予め記憶しておき、撮影時にシェーディング補正データを記憶手段から読み出して、シェーディング補正データと撮影画像データとを用いて演算処理を行うことで、シェーディング補正を実行するようにしていた。
【０００８】
しかし、シェーディング補正は、一般的に、シェーディング補正量が大きい場合はゲインを大きくし、シェーディング補正量が小さい場合はゲインを小さくする傾向にあった。このため、撮影条件によってシェーディング補正量が大きい場合は、入力信号に含まれるノイズも増幅されてしまう問題点があった。
【０００９】
一方、出力画像の階調特性を補正するためにガンマ補正を一般的に行うのだが、そのガンマ補正が低輝度部でノイズをさらに目立たせてしまうことにより、シェーディング補正処理を行うと画像の品質が低下する場合があるという問題点があった。
【００１０】
このような不都合が発生しないようにするためには、ガンマ特性を変化させる必要がある。従来、ガンマ特性を変えるものとして、例えば特許文献３に記載された「電子スチルカメラ装置」があった。しかし、特許文献３に記載された「電子スチルカメラ装置」では、撮像信号の輝度分布を測定し、その測定結果に基づいて輝度分布に応じてガンマ特性を決めることによって解像感の向上を図るようにした処理であるので、撮像光学系によって引き起こされるシェーディングの補正することにより目立つようになったノイズを低減させて画像の品質を向上させることはできなかった。
【００１１】
本発明は前述の問題点にかんがみ、撮影設定条件によってシェーディング補正量が大きくなる場合にも良好な画像を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像処理装置は、所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理装置であって、前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の画像処理方法は、所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理方法であって、前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正工程を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のコンピュータプログラムは、所望の撮影設定条件で被写体を撮影することによって得られる撮影画像データを補正する画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正する補正工程を有する画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１５】
本発明記録媒体は、前記に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、撮影設定条件に応じたシェーディングを補正するために必要なシェーディング補正データと、前記シェーディング補正データに応じたガンマ補正データとを用いて補正を行うようにしたので、適切な補正を行うことができる。これにより、シェーディング補正及びガンマ補正によりノイズが目立ってしまうのを防止することができ、良好な画像を常に得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態を示し、画像処理装置を搭載した電子スチルカメラの構成例を示す構成図である。
図１において、１は撮像レンズ系を示し、被写体（図示せず）からの映像光はこの撮像レンズ系１を通じて撮像素子２の撮像面に照射され、撮像素子２においてアナログの映像信号が生成される。この生成された映像信号がＡ／Ｄ変換回路３に供給されてデジタル信号に変換される。本実施の形態では、１２ビットレート（bit rate）でデジタル変換される。
【００１８】
ところが、図５に示したような口径食が、電子スチルカメラにおいても発生する。電子スチルカメラにおいては、映像光が光学系に斜め入射するときに映像光の一部がレンズ枠などに遮られて有効光束が減少し、映像が暗くなるといった現象が起こる。
【００１９】
本実施の形態の電子スチルカメラにおいては、撮像レンズ系１の口径食に起因するシェーディングの補正と、出力する画像の階調特性の補正を行うために非線形なガンマ補正の両方を行っている。このために、本実施の形態では、電子スチルカメラには、シェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７が配設されている。
【００２０】
このシェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７には、撮像レンズ系１の撮影設定条件ごとにシェーディング補正データとガンマ補正データとの組み合わせが記憶されている。シェーディング補正データは、各ズーム位置、絞り、フォーカス位置におけるレンズ設計値が既知であるため、それから求めることができるが、製造上の誤差等を考慮してより正確にシェーディング補正値データを求めるために以下に示すような方法を用いてもよい。
【００２１】
図３は、シェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７にシェーディング補正データとガンマ補正データとを記憶させる処理手順の一例を示すフローチャートである。
シェーディング補正データ・ガンマ補正データを記憶する処理を行う場合には、白色拡散板などのような輝度がほぼ一定の基準被写体を用意する。
そして、図３に示したように、処理が開始されると、その基準被写体の像が撮像レンズを通じて撮像素子２の受光面上に結像するようにして撮影される（ステップＳ３１）。
【００２２】
この場合、一定輝度の基準被写体を撮影したものであるから、輝度データが低下しているとシェーディングに起因するものと考えられる。そこで、その低下分を補償するように、シェーディング補正データを決定する（ステップＳ３２）。
【００２３】
例えば、図２（ａ）に示すように、第１の線Ａはシェーディング補正を行わない場合を示している。それに対して、第２の線Ｂ〜第４の線Ｄは、シェーディング補正を行う例を示し、第２の線Ｂよりも第３の線Ｃのシェーディング補正データが大きく、第３の線Ｃよりも第４の線Ｄのシェーディング補正データが大きくしている。
【００２４】
次に、ステップＳ３３に進んでガンマ特性を決定する。ガンマ特性の決定は、前のステップＳ３２で決定されたシェーディング補正データに応じたシェーディング補正を行うことによって増幅されてしまうノイズを低減させるようにするためのガンマ特性が決められる（ステップＳ３３）。
【００２５】
すなわち、シェーディング補正を行わない場合は、図２（ｂ）に示す第１のガンマ補正曲線Ａ１のように、ガンマ関数の形状を上向き凸状の勾配を急峻にした特性で行うようにする。そして、シェーディング補正を行う場合には、ガンマ補正曲線Ｂ１、Ｃ１及びＤ１のように、シェーディング補正データが大きくなるにつれて、前記ガンマ関数の上向き凸状の勾配を緩やかにして、低輝度側でのノイズ増加を抑制するようなガンマ補正を行うように決められる。
【００２６】
このようにして決定されたシェーディング補正データとガンマ補正データは、撮像レンズ系１によって決定される撮影設定条件に対応して、シェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７に記憶される（ステップＳ３４）。
【００２７】
次に、ステップＳ３５において記憶処理を終了するか否かを判断し、終了しない場合には今後さらに撮影設定条件が変えられて、前述したステップＳ３１からステップＳ３４の処理を繰り返し行う。
【００２８】
前述のようにして、撮影設定条件に対応したシェーディング補正データとガンマ補正データとをシェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７に記憶していることにより、電子スチルカメラの撮影設定条件に対応したシェーディング補正データとガンマ補正データとの組み合わせを選択することができるようになる。このような処理は製造時の調整段階で行う以外にユーザが自由に設定できるようにしてもよい。
【００２９】
本実施の形態の電子スチルカメラには、撮像レンズ系１の撮影設定条件を検出する検出回路６が含まれており、それぞれの検出結果を示す信号は、シェーディング補正・ガンマ補正選択回路８に入力される。
【００３０】
図４は、シェーディング補正とガンマ補正の選択処理手順の一例を示すフローチャートである。
図４において、前述したように検出回路６によって、電子スチルカメラに設けられている撮像レンズ系１の撮影設定条件が検出される（ステップＳ４１）。
【００３１】
次に、シェーディング補正・ガンマ補正選択回路８によって、シェーディング補正データ・ガンマ補正データ記憶回路７に記憶されているシェーディング補正データ、ガンマ補正データの中から、検出回路６で検出された撮影設定条件に対応するシェーディング補正データとガンマ補正データとの組み合わせが選択される（ステップＳ４２）。ステップＳ４２で選択されたシェーディング補正データとガンマ補正データとの組み合わせは、シェーディング補正回路４とガンマ補正回路５とにそれぞれ供給される。
【００３２】
これにより、Ａ／Ｄ変換回路３から出力された映像信号は、前述したようにシェーディング補正・ガンマ補正選択回路８によって選択されたシェーディング補正データとガンマ補正データとによって、シェーディング補正回路４、及びガンマ補正回路５においてそれぞれ補正処理が行われる（ステップＳ４３）。
【００３３】
このようにして、シェーディング補正回路４とガンマ補正回路５とにおいて補正処理が行われた映像信号は、種々の信号処理、圧縮処理等を施された後に、メモリカードに記録されたり、モニタまたはプリンタ等の出力装置に供給されたりする。
【００３４】
（本発明に係る他の実施の形態）
前述した本発明の実施の形態における画像処理装置を構成する各手段、並びに画像処理方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【００３５】
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施の形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００３６】
なお、本発明は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施の形態では図３、４に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００３７】
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００３８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【００３９】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００４０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
【００４１】
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００４２】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００４３】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【００４４】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態を示し、電子スチルカメラの要部構成を説明するブロック図である。
【図２】(a)は本実施の形態におけるシェーディング補正を行う係数特性の一例を示す図であり、(b)は本実施の形態におけるガンマ補正を行うガンマ関数の形状を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるシェーディング補正、ガンマ補正データ記憶処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態におけるシェーディング補正、ガンマ補正データ選択手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】斜入射光線に対する口径食を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  撮像レンズ系
２  撮像素子
３  Ａ／Ｄ変換回路
４  シェーディング補正回路
５  ガンマ補正回路
６  検出回路
７  シェーディング補正・ガンマ補正データ記憶回路
８  シェーディング補正・ガンマ補正データ選択回路
【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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