(57)【要約】【課題】非線形補正が行われた画像に対してブラインドデコンボリューションを用いて画像回復を行う画像処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の画像処理装置は、非線形な階調補正が施された撮影画像に対して、非線形な階調補正を低減するように補正する補正部と、補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復部とを含む。【選択図】図１
2011059813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形な階調補正が施された撮影画像に対して、前記非線形な階調補正を低減するように補正する補正部と、
前記補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復部と
を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記撮影画像に施された前記非線形な階調補正の逆関数を記憶する逆関数記憶部を有し、
前記補正部は、前記逆関数記憶部に記憶された前記逆関数を用いて、前記撮影画像に対して前記非線形な階調補正を低減するように補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記撮影画像に施された前記非線形な階調補正の逆関数を推定する逆関数推定部を有し、
前記補正部は、前記逆関数推定部により推定された前記逆関数を用いて、前記撮影画像に対して前記非線形な階調補正を低減するように補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理装置において、
前記逆関数推定部は、
以下に示す推定非線形関数による逆ガンマ補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
【数１】
2011059813.tif 000013
ｇ：線形画像、ｇ０：入力画像、α，β：定数、γｃ：ガンマ補正値であり、０．２＜γｃ＜０．５
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記逆関数推定部は、
ブラインドデコンボリューションを行う際、矩形窓と、当該ブラインドデコンボリューションにより得られた点像分布関数（ＰＳＦ）との畳み込みにより適応マスクを生成し、当該適応マスクにより前記撮影画像のエッジ補正の処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された画像処理装置を含むことを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
光学系による像を撮像し撮影画像を出力する撮像部と、
階調補正情報に基づいて前記撮影画像に非線形な階調補正をする階調補正部と、
前記非線形な階調補正が施された前記撮影画像に対して、階調補正情報を用いて前記非線形な階調補正を低減するように補正する補正部と、
前記補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復部と
を含むことを特徴とする撮影装置。
【請求項８】
非線形な階調補正が施された撮影画像に対して、前記非線形な階調補正を低減するように補正する補正処理と、
前記補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復処理部と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、撮影装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどの撮像装置により撮像した画像は、液晶などの表示装置に表示するため、表示装置におけるディスプレイの表示制御特性に合わせて予めガンマ補正、すなわち線形な階調を非線形とする非線形補正がなされている。
ところで、上記撮像した画像が、手ぶれなどに起因する劣化が生じ、劣化画像となっている場合には画像回復が行われる。この画像回復の手法として、例えば、撮像装置の光学系の収差及びセンサにて検出された振動等に基づいて算出されるＰＳＦ（点像関数）により、非線形補正がなされた劣化画像のデコンボリューションを行う手法や、ＰＳＦが未知の場合に用いられるブラインドデコンボリューションの手法などがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０７４６８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、デコンボリューション及びブラインドデコンボリューションは、画像回復を行う画像が非線形補正が行われていない状態、すなわち階調特性が線形である線形階調の状態である必要がある。
本発明は、上記のような劣化画像に対して画像回復を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１に記載の発明は、非線形な階調補正が施された撮影画像に対して、前記非線形な階調補正を低減するように補正する補正部（２）と、前記補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復部（３）とを含むことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記撮影画像に施された前記非線形な階調補正の逆関数を記憶する逆関数記憶部（６）を有し、前記補正部（２）は、前記逆関数記憶部（６）に記憶された前記逆関数を用いて、前記撮影画像に対して前記非線形な階調補正を低減するように補正することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記撮影画像に施された前記非線形な階調補正の逆関数を推定する逆関数推定部（７）を有し、前記補正部（２）は、前記逆関数推定部（７）により推定された前記逆関数を用いて、前記撮影画像に対して前記非線形な階調補正を低減するように補正することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記逆関数推定部（７）が、以下に示す推定非線形関数による逆ガンマ補正を行うことを特徴とする。
【０００９】
【数１】
2011059813.tif 000003
【００１０】
ｇ：線形画像、ｇ０：入力画像、α，β：定数、γｃ：ガンマ補正値であり、０．２＜γｃ＜０．５
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記逆関数推定部（７）が、ブラインドデコンボリューションを行う際、矩形窓と、当該ブラインドデコンボリューションにより得られた点像分布関数（ＰＳＦ）との畳み込みにより適応マスクを生成し、当該適応マスクにより前記撮影画像のエッジ補正の処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、光学系による像を撮像し撮影画像を出力する撮像部（２００、８）と、階調補正情報に基づいて前記撮影画像に非線形な階調補正をする階調補正部（１０）と、前記非線形な階調補正が施された前記撮影画像に対して、階調補正情報を用いて前記非線形な階調補正を低減するように補正する補正部（２）と、前記補正部により前記非線形な階調補正が低減された前記撮影画像に対して、ブラインドデコンボリューションを用いて画像回復する画像回復部（３）とを含むことを特徴とする。
なお、符号を付して説明した構成は適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替えしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、非線形補正が行われることにより非線形階調となった画像データに対し、階調特性を非線形から近似的に線形階調とするための非線形逆補正処理を行うことで、非線形な階調補正の影響を低減した後にブラインドデコンボリューションを行うため、ＰＳＦが未知であり、かつ非線形処理がなされた劣化画像の非線形画像データの画像回復を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像処理装置における非線形画像データの画像回復の処理を示す図である。
【図３】本発明の第２及び第３の実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態による撮影装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施形態による撮影装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による画像処理装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、本実施形態の画像処理装置は、画像データ入力部１、補正部２、画像回復部３、表示部４、画像記憶部５、逆関数記憶部６を有している。本実施形態の場合、入力される画像データには、液晶などの表示部４のディスプレイの特性に応じた非線形補正として、既知の非線形補正情報であるガンマ値によるガンマ補正が行われているとして説明する。ここで、表示部４のガンマ値はγｄであり、このガンマ値γｄに対するガンマ補正を行うガンマ補正値γｃは表示装置に対応したガンマ値の逆数（１／γｄ）である。この、ガンマ補正値γｃは逆関数記憶部６に予め記憶させておく。
【００１６】
画像データ入力部１は、階調データに対して非線形補正が行われた各非線形画像データを外部装置から取り込み、画像データを識別する識別情報とともに画像記憶部５に対して書き込んで記憶させる。上述した非線形補正が行われているとは、線形な階調を非線形とする階調補正が行われていることを示している。この識別情報は、例えば、撮影した順番を示すシリアル番号または画像データのファイル番号などである。
補正部２は、ガンマ補正値γｃを逆関数記憶部６から読み出し、このガンマ補正値γｃを用いて、画像記憶部５からユーザが指定した非線形画像データの識別情報により読み出した非線形画像データｇ０に対し、階調変化が線形となるように、線形階調化するための逆補正として、以下の（１）式によりガンマ逆補正を行い、逆補正結果として線形画像データｇを出力する。
【００１７】
【数２】
2011059813.tif 000004
【００１８】
上記式（１）において、ｇ０は非線形画像データであり、ｇは線形画像データである。α及びβは定数であり、０≦ｇ０／β≦１である。ここで、例えば、（ｇ０／β）＝（ｇ／α）γｃ、０≦ｇ／α≦１であれば、０≦ｇ０／β≦１となる。
通常、非線形画像データｇ０には、以下の式（２）により、ガンマ補正が行われている。これにより、表示部４のディスプレイ上において、例えばｇｄ＝（ｇ０／β）γｄ＝（ｇ／α）γｃγｄ、γｃγｄ＝１ならば、線形画像データｇに比例した線形な階調が再現される。
【００１９】
【数３】
2011059813.tif 000005
【００２０】
上記式（２）において、０≦ｇ／α≦１である。
画像回復部３は、上記線形画像データに対して、ブラインドデコンボリューションを用いた画像回復（詳細は後述）を行い、手ぶれなどに起因した画像の劣化を回復した回復画像データｆを、対応する非線形画像データｇ０の識別情報に対応付けて、画像記憶部５に書き込んで記憶させる。ここで、線形画像データｇは劣化した画像であり、以下の式（３）により表される。
【００２１】
【数４】
2011059813.tif 000006
【００２２】
上記式（３）において、ｐはＰＳＦであり、ｆは劣化前画像あるいは回復画像であり、ｎはノイズである。
【００２３】
また、前述した補正部２は、回復画像データｆを表示部４に表示するために、逆関数記憶部６からガンマ補正値γｃを読み出し、回復画像データｆに対してガンマ補正を行い、非線形画像ｆ’として画像記憶部５へ、対応する非線形画像データｇ０の識別情報に対応付けて書き込んで記憶させる。
【００２４】
次に、図１及び図２を参照して本実施形態による画像処理装置による画像復元の処理の動作を説明する。図２は、本実施形態による画像処理装置による上記画像復元の処理の動作例を示すシーケンス図である。
画像データ入力部１は、外部装置から取り込む各非線形画像データｇ０に識別情報を付し、この識別情報とともに画像記憶部５へ書き込んで記憶させる（ステップＳ１）。
そして、補正部２は、逆関数記憶部６から、γ値補正情報としてガンマ補正値γｃを読み出す（ステップＳ２）。
【００２５】
補正部２は、ユーザの選択した識別情報に対応した非線形画像データｇ０を、画像記憶部５から読み出し、逆関数記憶部６から読み出したガンマ補正値γｃを用いて、式（１）により、読み出した非線形画像データｇ０に対して逆ガンマ補正を行う（ステップＳ３）。
そして、補正部２は逆補正結果として線形画像データｇを生成し、生成した線形画像データｇを、対応する非線形画像データｇ０の識別情報に対応付けて画像記憶部５へ書き込んで記憶させる。
【００２６】
次に、画像回復部３は、内部に設定されているＰＳＦの初期値ｐ０を用いて以下の式（４）により、初期値ｐ０と矩形窓ｗとの畳み込みの演算を行って、ＰＳＦマスクｗｐを生成する（ステップＳ５）。上記初期値ｐ０は、例えば矩形などの面積体あるいは適当な形状、または非線形画像データｇ０から求められた形状から作成してもよい。
【００２７】
【数５】
2011059813.tif 000007
【００２８】
そして、画像回復部３は、識別情報に対応した線形画像データｇを画像記憶部５から読み出し、以下の式（５）により、読み出した線形画像データｇと、上記ＰＳＦマスクとの積をとることにより、画像の周縁部（エッジ）をぼかす周縁部補正処理を行い、この周縁部補正処理の結果を線形画像データｇｐとして出力する（ステップＳ６）。
【００２９】
【数６】
2011059813.tif 000008
【００３０】
次に、画像回復部３は、ステップＳ７（ブラインドデコンボリューション・ルーチン）において、線形画像データｇｐの画像回復を行って回復画像ｆｅとするブラインドデコンボリューションの処理を、例えば図２に示すようにＡｙｅｒｓ−Ｄａｉｎｔｙ法（例えば、G.R.Ayers and J.C.Dainty， Opt.Lett.13, 547-549（1988）参照）により行う。
【００３１】
上述した構成において、複数の撮影装置から取り込んだ非線形画像データに対応させるため、上記ガンマ補正値γｃを、撮影装置を識別する装置識別情報毎に逆関数記憶部６に予め記憶させておく構成としても良い。そして、非線形画像データとともに入力される撮影装置の装置識別情報に対応して、補正部２がガンマ補正値γｃを読み出し、入力された非線形画像データのブランドデコンボリューションによる画像回復の処理を行うようにしても良い。
上述したように、本実施形態によれば、非線形画像データに対して線形階調化するための逆補正を行うことで、非線形画像データを線形画像データにし、変換された線形画像データに対して、ブラインドデコンボリューションを用いた画像回復を行う。この結果、本実施形態によれば、非線形画像データに対するブラインドデコンボリューションの処理が可能となる。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による画像処理装置を図面を参照して説明する。図３は同実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、本実施形態の画像処理装置は、画像データ入力部１、補正部２、画像回復部３、表示部４、画像記憶部５、逆関数記憶部６及び逆関数推定部７を有している。
本実施形態の画像処理装置は、液晶などの表示部４のディスプレイの特性に応じた非線形補正のガンマ補正だけでなく、カメラの設計上の特性に対応する非線形補正情報を含んで非線形補正された非線形画像データの線形補正を行った後、ブラインドデコンボリューションの処理を行う。
ここで、非線形画像データｇ０が、ガンマ補正及びデジタルカメラの設計上の特性を含む非線形補正情報である非線形補正の関数Ψの影響を、以下の式（６）に示すように受けているとして説明する。このΨ（ｘ）は、多くのデジタルカメラなどの撮影装置では、それぞれの画像設計思想に基づいて、それぞれ異なるΨ（ｘ）が用いられている。
【００３３】
【数７】
2011059813.tif 000009
【００３４】
上記線形補正の関数Ψ（ｘ）は、ｘ＝[０，１]で、Ψ（ｘ）＝[０，１]なる任意関数あるいは数値が記載されたテーブルとして、逆関数記憶部６に予め記憶されている。ここで、ｘ＝ｇ／αである。
非線形補正の関数Ψ（ｘ）が既知である場合、第１の実施形態と同様に、補正部２は、非線形画像データに対して線形階調化するためのガンマ逆補正として、以下の式（７）を用いて線形補正を行うことにより、非線形画像データｇ０から線形画像データｇを得る。
【００３５】
【数８】
2011059813.tif 000010
【００３６】
また、逆関数推定部７は、非線形補正の関数Ψ（ｘ）のテーブルを参照して補完することで、上記逆関数値Ψ−１（ｙ）を推定した結果として得ることができる。ここでｙ＝ｇ０／βである。
このとき、上記関数Ψ（ｘ）の関数値のテーブルを生成する際、以下の式（８）に示すべき級数項によりΨ（ｘ）を近似し、近似して得られる近似値によりテーブルの関数値をフィッティングしておいても良い。このテーブルは逆関数記憶部６に予め記憶させておく。
【００３７】
【数９】
2011059813.tif 000011
【００３８】
この式（８）において、Ａｎはべき級数の係数である。この式（８）は、ガンマ値のみで示せない場合、ガンマ値で計算した数値と、実際の数値との残差を示すべき級数の項を付加した関数である。
Ψ（ｘ）が任意関数で与えられている場合、及び式（８）により近似した場合、ニュートン法などで容易に関数Ψ（ｘ）の逆関数値を数値的に得ることができる。
また、逆関数推定部７は、この得られた関数Ψ（ｘ）の逆関数値を一時的に逆関数記憶部６に記憶して、必要に応じて読み出すようにしてもよい。
また、逆関数値を予め逆関数記憶部６に予め記憶させておき、逆関数推定部７が逆関数記憶部６から逆関数値を読み出すようにしておいても良い。
また、第１の実施形態と同様に、上記テーブルあるいは逆関数値を、撮影装置の装置識別情報毎に逆関数記憶部６に記憶させておき、非線形画像データとともに入力される撮影装置の識別情報に対応して、逆関数推定部７がテーブルあるいは逆関数値を読み出し、補正部２が入力された非線形画像データのブランドデコンボリューションによる画像回復の処理を行うようにしても良い。
【００３９】
第２の実施形態に係る処理は、図２において、ステップＳ２において非線形補正情報を推定する処理を行い、補正部２へこの推定した非線形補正情報を供給する処理以外、第１の実施形態と同様のため、図２の説明は省略する。
上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、非線形補正が行われた非線形画像データｇ０に対し、線形階調化するための逆補正を行うことで線形画像データに変換し、変換された線形画像データｇに対して、ブラインドデコンボリューションを用いた画像回復を行う。この結果、本実施形態によれば、非線形画像データに対するブラインドデコンボリューションの処理が可能となる。
【００４０】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態による画像処理装置を図面を参照して説明する。構成は、第２の実施形態における図３と同様である。
ただし、第３の実施形態においては、非線形補正の関数Ψ（ｘ）が未知、すなわちユーザが非線形補正の関数Ψ（ｘ）を知ることが出来ない場合、適切なガンマ補正値γｃを推測することにより、非線形画像データｇ０を、以下の式（９）を用いて、ある程度に線形補正され線形階調に近い線形画像データｇを得ることができる点で第２の実施形態と異なる。
【００４１】
【数１０】
2011059813.tif 000012
【００４２】
逆関数推定部７が逆関数記憶部６から非線形補正情報であるガンマ補正値γｃを読み出し、第３の実施形態においては、補正部２が上述した式（９）により、非線形画像データｇ０を近似的に線形化して、線形画像データｇを生成する。
そして、画像回復部３は、得られた線形画像データｇに対してブラインドデコンボリューションを行うことにより、線形画像データｇの画像回復の処理を行う。
第３の実施形態に係る処理についても、図２のシーケンスにおいて、ステップＳ２において非線形補正情報を逆関数記憶部６から読み出して、補正部２へ供給する処理を行う以外、第１の実施形態と同様のため、図２の説明は省略する。
【００４３】
逆関数記憶部６には、上述した適切なガンマ補正値γｃとして、０．２＜γｃ＜０．５の数値が記憶されている。
この数値は、第２の実施形態にて示した予め既知の非線形補正の関数Ψ（ｘ）あるいはガンマ値により非線形補正を行った非線形画像データを、０から１の間のガンマ補正値γｃにより、非線形の階調を線形に戻す線形補正を行い。この線形画像データに対し、画像回復処理を行って得られた回復画像を、複数人により視認し、画像回復が出来ていると視認された際に用いられたガンマ補正値γｃの数値範囲を示している。
【００４４】
上述したように、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、非線形補正が行われた際の非線形補正情報が不明の場合にも、ある程度の線形性を回復させることができるため、非線形補正が行われた画像に対してブラインドデコンボリューションを用いて画像回復を行うことができる。
【００４５】
また、第１の実施形態から第３の実施形態によれば、非線形画像データにおける非線形な階調補正を低減する補正を行い、得られた線形画像データとする処理を行うことにより、ＰＳＦが未知の場合の画像回復を行うブラインドデコンボリューションを行うことができる。
非線形な階調補正を低減するとは、第１の実施形態から第３の実施形態に記載したように、第１の実施形態の場合のように、ガンマ補正が行われた非線形画像データを逆ガンマ補正して、完全に線形な階調に戻す処理でも、第２の実施形態の場合ように、既知の非線形補正Ψ（ｘ）により、非線形画像データを線形補正して、完全に線形な階調に戻す処理でも、また第３の実施形態のように、非線形な階調を、ある程度線形に近い階調に戻す線形補正のいずれでもよい。
【００４６】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態による撮影装置を図面を参照して説明する。図４は同実施形態による撮影装置５０の構成例を示すブロック図である。同実施形態には、第１の実施形態から第３の実施形態による画像処理装置が画像処理装置３００として設けられている。以下の説明においては、一例として第２の実施形態における補正部２及び画像回復部３の構成が組み込まれている場合について行う。
撮影装置５０には、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とが設けられている。カメラボディ１００には、撮像部８及び撮影制御部３１０が設けられるとともに、画像処理装置３００が設けられている。ここで、撮像部８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などにより構成されている。
【００４７】
レンズ鏡筒２００には、ズームレンズ及びフォーカスレンズを有するレンズ群２１０からなる光学系が設けられている。また、レンズ鏡筒２００には、レンズ群２１０を制御し、撮像部８への光の出力を調整する光学系駆動部２２０が設けられている。この光学系駆動部２２０は、カメラボディ１００の撮影制御部３１０の制御により、レンズ２１０をモーターなどのアクチュエータによって駆動して、撮像部８への光の出力を調整する。これにより、撮影制御部３１０は、上記フォーカスレンズを光軸に進退駆動して、撮像部８の撮像面に対して結像される撮影被写体の像のピント調整を行う。撮像部８は、レンズ群２１０を介してその撮像素子面上に結像される撮影被写体の像を撮像する。
【００４８】
画像処理装置３００は、第１の実施形態における補正部２及び画像回復部３を有している。
撮影制御部３１０は、カメラボディ１００に設けられた図示しないレリーズスイッチが押されることにより、上記撮像部８に対し、撮影を行わせる制御信号として撮影信号を出力する。
撮像部８は、撮影制御部３１０から上記撮影信号が入力されると、撮像素子に結像されている線形階調の線形画像データｇを補正部２に対して出力する。
補正部２は、撮像部８から入力される、レンズ群２１０及び撮像部８の特性による非線形的な影響を受けた画像データに対し、内部に設定されている非線形な関数、例えば関数Ψ１（ｘ）の逆関数を用い、式（７）によって、近似的に線形階調とするための線形補正の処理を行い、得られた線形画像データｇ’を画像回復部３に対して出力する。
そして、画像回復部３は、第１の実施形態に記載された図２に示す画像回復処理により、入力される線形画像データｇ’の画像回復を行い、画像回復された回復画像データｆｅを出力する。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態から第３の実施形態における効果に加え、撮影装置５０のカメラボディ１００内部に補正部２及び画像回復部３を付加することにより、線形画像データに対するレンズ群２１０及び撮像部８の特性による非線形的な影響を低減し、より線形性の高い線形画像データとした後に、ブラインドデコンボリューションにより画像回復を行うことができる。
【００５０】
＜第５の実施形態＞
以下、本発明の第５の実施形態による撮影装置を図面を参照して説明する。図５は同実施形態による撮影装置６０の構成例を示すブロック図である。同実施形態には、第１の実施形態から第３の実施形態による画像処理装置のいずれかが画像処理装置４００として設けられている。以下の説明においては、一例として第１の実施形態の構成が組み込まれている場合について行う。
撮影装置６０には、カメラボディ５００と、第４の実施形態と同様なレンズ鏡筒２００とが設けられている。カメラボディ５００には、撮像部８、撮影制御部３１０、外付けメモリ５１０が設けられるとともに、画像処理装置４００が設けられている。外付けメモリ５１０は、例えば、ＳＤ（Secure Digital）メモリカードなどである。画像処理装置４００は、補正部２、画像回復部３、階調補正部１０及び階調補正情報記憶部１１を備えている。
【００５１】
上述した構成において、撮影制御部３１０は、カメラボディ５００における図示しない制御板のレリーズスイッチが押されることにより、撮像部８に対し、撮影を行わせる制御信号として撮影信号を出力する。
そして、撮像部８は、撮影制御部３１０から上記撮影信号が入力されると、撮像素子に結像されている線形階調の線形画像データｇを出力する。
【００５２】
階調補正情報記憶部１１には、カメラボディ５００における図示しない表示部（例えば、液晶ディスプレイ）の制御特性に合わせるため、線形階調を非線形階調とするガンマ補正値γｃが記憶されている。
階調補正部１０は、撮影制御部３１０を介して、撮像部８から画像データが入力されると、カメラボディ１００に設けられた図示しない表示装置のガンマ値γｄを補正するガンマ補正値γｃを階調補正情報記憶部１１から読み出し、式（２）の演算を行い、線形階調を非線形とする非線形補正の処理を行い、非線形補正の結果として非線形画像データｇ０を外付けメモリ５１０に書き込んで記憶させるとともに、補正部２へ出力する。
このとき、撮影制御部３１０は、非線形画像データであることを示すフラグ情報を、非線形画像データに付し、付したフラグ情報と、このフラグ情報が付与された非線形画像データｇ０とを、対応付けて外付けメモリ５１０に書き込んで記憶させる。
【００５３】
補正部２は、ガンマ補正値γcを、階調補正情報記憶部１１から読み出し、入力される非線形画像データｇ０に対し、線形階調化するための処理として、式（１）により非線形な階調特性を線形の階調特性に戻す線形補正を行い、補正結果として得られた線形画像データｇを、画像回復部３に対して出力する。
画像回復部３は、第１の実施形態に記載された図２に示す画像回復処理により、入力される線形画像データｇの画像回復を行い、画像回復された回復画像データｆｅを、非線形画像データに対応付けて外付けメモリ５１０に書き込んで記憶させる。このとき、撮影制御部３１０は、回復画像データであることを示すフラグ情報を回復画像データｆｅに付し、このフラグ情報と、このフラグ情報が付与された回復画像データｆｅとを、対応付けて外付けメモリ５１０に書き込んで記憶させる。
【００５４】
また、画像回復部３は、回復画像データｆｅを階調補正部１０に対しても出力するように構成しても良い。
この構成の場合、階調補正部１０は、すでに読み込んだガンマ補正値γｃにより、式（２）を用いて、入力される回復画像データｆｅに対する非線形補正を行い、補正結果として非線形画像データｆ０を、外付けメモリカード５１０に書き込んで記憶させる。このとき、対応する非線形画像データｇ０に上書きしても良いし、画像回復の程度を確認することができるように、非線形画像データｇ０と非線形画像データｆ０との双方を画像記憶部５に対応付けて記憶させるようにしても良い。
【００５５】
本実施形態によれば、第４の実施形態と同様に、第１の実施形態から第３の実施形態における効果に加え、撮影装置５０のカメラボディ３００内部に補正部２及び画像回復部３を付加することにより、レンズ群２１０及び撮像部８の特性による線形画像データの非線形的な影響を低減し、より線形性の高い線形画像データとして画像回復を行うことができる。
また、第４の実施形態による撮影装置５０及び第５の実施形態による撮影装置６０をカメラボディとして説明したが、スチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話などに対し、第１の実施形態から第３の実施形態のいずれかの画像処理装置を組み込んだ構成としてもよい。
また、第４の実施形態及び第５の実施形態において、静止画の画像回復を説明したが、動画に対しても同様な画像回復の処理を行う構成としても良い。
【００５６】
なお、第１の実施形態においては補正部２、画像回復部３、第２及び第３の実施形態においては補正部２、画像回復部３、逆関数推定部７、第４の実施形態においては補正部２及び画像回復部３、第５の実施形態においては補正部２、画像回復部３及び階調補正部１０の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより非線形画像データの画像回復処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５７】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１…画像データ入力部
２…補正部
３…画像回復部
４…表示部
５…画像記憶部
６…逆関数記憶部
７…逆関数推定部
８…撮像部
１０…階調補正部
１１…階調補正情報記憶部
５０，６０…撮影装置
１００，５００…カメラボディ
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２２０…光学系駆動部
３１０…撮影制御部
５１０…外付けメモリ
【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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