(57)【要約】【課題】ターゲット被写体のみを抽出して、その画像データを補正して画質の調整ができるようにする。【解決手段】撮像信号データＳ００１から、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出するバンドパスフィルタ１０５と、撮像信号データＳ００１を保持するＲＡＷデータ用メモリ１０４とを設ける。そして、バンドパスフィルタ１０５が抽出した信号データに基づいて、境界線位置情報検出部１０６が、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求め、ＲＡＷ画像補正部１０８が、ＲＡＷデータ用メモリ１０４から読み出した撮像信号データのうち、水平起点画素位置と水平終点画素位置とで囲まれた被写体内部領域内の信号データを補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正装置であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出するバンドパスフィルタと、
前記撮像信号データを保持するＲＡＷデータ用メモリと、
前記バンドパスフィルタが抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出部と、
前記ＲＡＷデータ用メモリが保持している信号データを読み出すとともに、読み出した信号データのうち、前記水平起点画素位置と前記水平終点画素位置とで囲まれた被写体内部領域内の信号データを補正するＲＡＷ画像補正部と、
を備えたことを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項２】
請求項１の信号データ補正装置であって、
前記ＲＡＷ画像補正部は、前記被写体内部領域内の信号データに対して、所定のゲインを掛ける補正、又はガンマ特性を変更する補正を行なうことを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項３】
請求項１の信号データ補正装置であって、
前記ＲＡＷ画像補正部は、前記ＲＡＷデータ用メモリから読み出された信号データが、前記水平起点画素位置の信号データである場合、及び前記水平終点画素位置の信号データである場合には、その信号データを所定値の信号データに置き換えることを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項４】
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正装置であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出するバンドパスフィルタと、
前記撮像信号データを保持するＲＡＷデータ用メモリと、
前記バンドパスフィルタが抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出部と、
前記ＲＡＷデータ用メモリから読み出された撮像信号データを用いて、輝度信号データ及び色信号データを生成する輝度信号・色信号生成部と、
前記輝度信号・色信号生成部が生成した信号データのうち、前記被写体内部領域内の信号データを補正するＹＣ画像補正部と、
を備えたことを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項５】
請求項４の信号データ補正装置であって、
前記ＹＣ画像補正部は、前記被写体内部領域内の輝度信号データに対して、所定の輝度ゲインを掛ける補正、所定の輝度オフセットを加算する補正、又はガンマ特性を変更する補正を行なうことを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項６】
請求項４の信号データ補正装置であって、
前記ＹＣ画像補正部は、前記被写体内部領域内の色信号データに対して、所定の色ゲインを掛ける補正、所定の色差マトリクスゲインを掛ける補正、又はガンマ特性を変更する補正を行なうことを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項７】
請求項１の信号データ補正装置であって、
前記ＲＡＷデータ用メモリに保持された信号データ、又は前記ＲＡＷ画像補正部の出力を圧縮する画像圧縮部をさらに備え、
前記画像圧縮部は、圧縮する対象が、前記被写体内部領域内の信号データである場合と前記領域外の信号データである場合とで、圧縮率を変えることを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項８】
請求項４の信号データ補正装置であって、
前記輝度信号・色信号生成部の出力、又は前記ＹＣ画像補正部の出力を圧縮する画像圧縮部をさらに備え、
前記画像圧縮部は、圧縮する対象が、前記被写体内部領域内の信号データである場合と前記領域外の信号データである場合とで、圧縮率を変えることを特徴とする信号データ補正装置。
【請求項９】
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正方法であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出する抽出ステップと、
前記撮像信号データをＲＡＷデータ用メモリに保持する保持ステップと、
前記抽出ステップで抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出ステップと、
前記ＲＡＷデータ用メモリが保持している信号データを読み出すとともに、読み出した信号データのうち、前記水平起点画素位置と前記水平終点画素位置とで囲まれた被写体内部領域内の信号データを補正するＲＡＷ画像補正ステップと、
を有することを特徴とする信号データ補正方法。
【請求項１０】
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正方法であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出する抽出ステップと、
前記撮像信号データをＲＡＷデータ用メモリに保持する保持ステップと、
前記抽出ステップで抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出ステップと、
前記ＲＡＷデータ用メモリから読み出された撮像信号データを用いて、輝度信号データ及び色信号データを生成する輝度信号・色信号生成ステップと、
前記輝度信号・色信号生成ステップで生成した信号データのうち、前記被写体内部領域内の信号データを補正するＹＣ画像補正ステップと、
を備えたことを特徴とする信号データ補正方法。
【請求項１１】
請求項１及び請求項４のうちの何れか１項の信号データ補正装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正装置、信号データ補正方法、及び前記信号データ補正装置を用いた撮像装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラ等の撮像装置のなかには、例えばポートレートや、花をマクロ撮影する際に、注目する被写体（ターゲット被写体）を検出し、その被写体の画質を調整する機能を有するものがある。
【０００３】
画質調整を実現する装置の一例として、逆光での撮影時にカメラのアイリスを調整し、逆光補正を行なう逆光補正装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この逆光補正装置は、具体的には、逆光補正時に、１画面を複数の領域（ブロックとも呼ぶことにする）に分割し、ブロックごとの輝度信号を積算して得た積算輝度値を平均して各ブロックの積算輝度値を比較する。さらに、平均値以下の輝度積算値とその個数を抽出して、抽出した輝度積算値を平均して被写体輝度を設定する。そして、抽出した個数に基づいて被写体輝度基準値を変更し、被写体輝度が基準値より小さければアイリスを開く方向に、また被写体輝度が基準値より大きければアイリスを閉じる方向に動作させる。
【特許文献１】特開２００１−９４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の逆光補正装置では、ブロックとターゲット被写体とが必ずしも一致しないため、ターゲット被写体とその周辺の被写体との境界以外でブロック間の光量のレベル差が発生し、画質が劣化してしまうという問題を有している。この画質劣化を解消するためには、分割するブロック数を増加させるとことも考えられるが、システム的に負荷が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、ターゲット被写体のみを抽出して、システム的負荷を増大させることなく、その画像データを補正して画質の調整ができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため、本発明の一態様は、
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正装置であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出するバンドパスフィルタと、
前記撮像信号データを保持するＲＡＷデータ用メモリと、
前記バンドパスフィルタが抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出部と、
前記ＲＡＷデータ用メモリが保持している信号データを読み出すとともに、読み出した信号データのうち、前記水平起点画素位置と前記水平終点画素位置とで囲まれた被写体内部領域内の信号データを補正するＲＡＷ画像補正部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、
被写体を撮像して得た撮像信号データを補正する信号データ補正装置であって、
前記撮像信号データから、被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域の信号データを抽出するバンドパスフィルタと、
前記撮像信号データを保持するＲＡＷデータ用メモリと、
前記バンドパスフィルタが抽出した信号データに基づいて、画像１ラインごとに、前記被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める境界線位置情報検出部と、
前記ＲＡＷデータ用メモリから読み出された撮像信号データを用いて、輝度信号データ及び色信号データを生成する輝度信号・色信号生成部と、
前記輝度信号・色信号生成部が生成した信号データのうち、前記被写体内部領域内の信号データを補正するＹＣ画像補正部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ターゲット被写体のみを抽出して、システム的負荷を増大させることなく、抽出した被写体の画像データを補正して画質の調整ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、一度説明した構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１１】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る信号データ補正装置１００の構成を示すブロック図である。信号データ補正装置１００は、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられて、被写体の画像データを補正して画質調整をする。
【００１２】
（信号データ補正装置１００の構成）
信号データ補正装置１００は、同図に示すように、固体撮像素子１０１、タイミングジェネレータ１０２（図中ではＴＧと略記）、ＡＤ変換器１０３、ＲＡＷデータ用メモリ１０４、バンドパスフィルタ１０５（図中ではＢＰＦと略記）、境界線位置情報検出部１０６、境界線位置情報用メモリ１０７、及びＲＡＷ画像補正部１０８を備えている。
【００１３】
固体撮像素子１０１は、被写体からの光によってフォトダイオードに蓄積された信号電荷を、所定周波数のクロック信号に同期して、電流又は電圧として検出して出力するようになっている。
【００１４】
タイミングジェネレータ１０２は、固体撮像素子１０１用に、上記の所定周波数のクロック信号を生成するようになっている。
【００１５】
ＡＤ変換器１０３は、固体撮像素子１０１の出力（アナログ映像信号）を、画素単位のデジタル信号データ（すなわちＲＡＷデータ）に変換して出力するようになっている。
【００１６】
ＲＡＷデータ用メモリ１０４は、ＡＤ変換器１０３の出力（撮像信号データＳ００１）を蓄えるようになっている。
【００１７】
バンドパスフィルタ１０５は、撮像信号データＳ００１と、その撮像信号データＳ００１が対応する画素周辺における画素の撮像信号データとを用いて、ターゲット被写体とその背景との境界に相当する周波数帯域（境界周波数帯域と呼ぶ）の信号データ（輪郭情報Ｓ００２）を抽出するようになっている。
【００１８】
境界線位置情報検出部１０６は、輪郭情報Ｓ００２に基づいてターゲット被写体とその背景との境界線を検出し、画像１ラインごとに、ターゲット被写体の起点（水平起点画素位置）と終点（水平終点画素位置）とを求めて被写体を抽出するとともに、求めた水平起点画素位置と水平終点画素位置とを示す情報（境界信号データＳ００３）を境界線位置情報用メモリ１０７に出力するようになっている。
【００１９】
具体的には、境界線位置情報検出部１０６は、輪郭情報Ｓ００２の信号レベルと、所定の閾値（境界線判定閾値と呼ぶ）とを比較し、輪郭情報Ｓ００２の信号レベルが境界線判定閾値よりも大きいときの画素位置を境界線の位置として求める。
【００２０】
また、同一ライン上に被写体の水平起点画素位置しか存在しない場合や、水平起点画素位置と水平終点画素位置が複数存在する場合のように、同一ライン上に被写体の境界線が１箇所のみの場合や、３箇所以上ある場合には、境界線位置情報検出部１０６は、１ライン分の信号データのうち、境界周波数帯域に対して大きい（又は小さい）周波数帯域の信号データを、バンドパスフィルタ１０５により抽出し、それを基にその抽出されたデータが被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置との内側にあるか外側にあるかを判断する。
【００２１】
境界線位置情報用メモリ１０７は、境界信号データＳ００３を蓄えるようになっている。
【００２２】
ＲＡＷ画像補正部１０８は、ＲＡＷデータ用メモリ１０４に蓄えられた撮像信号データを読み出すとともに、境界線位置情報用メモリ１０７内の境界信号データＳ００３に基づいて、撮像信号データの補正の要否を判断し、補正が必要な場合には、その撮像信号データを補正した補正撮像データを出力し、補正が不要な場合には、その撮像信号データをそのまま出力するようになっている。
【００２３】
詳しくは、ＲＡＷ画像補正部１０８は、読み出した撮像信号データの水平画素位置が、ターゲット被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置で囲まれた領域（被写体内部領域）内かどうかを、その撮像信号データに対応する境界信号データＳ００３に基づいて判定し、水平画素位置が被写体内部領域内のときには、その撮像信号データを補正する。具体的には、ＲＡＷ画像補正部１０８は、例えば、信号データのゲインを調整する信号データゲイン設定値や、低輝度データの感度を上げるガンマ特性設定値等を変更することによって、信号データの補正を行なう。
【００２４】
（信号データ補正装置１００の動作）
例えば画面内に、図２に示すように、ターゲット被写体５００がある場合を例に信号データ補正装置１００の動作を説明する。
【００２５】
固体撮像素子１０１がタイミングジェネレータ１０２の出力するクロック信号に同期して、アナログ映像信号を出力する。それにより、ＡＤ変換器１０３は、アナログ映像信号をデジタル信号に変換して、ＲＡＷデータ用メモリ１０４に蓄える。さらに、ＡＤ変換器１０３は、そのデジタル信号をバンドパスフィルタ１０５にも出力する。バンドパスフィルタ１０５は、ターゲット被写体と、その背景との境界に相当する周波数帯域の輪郭情報Ｓ００２を抽出して境界線位置情報検出部１０６に出力する。
【００２６】
境界線位置情報検出部１０６は、輪郭情報Ｓ００２の信号レベルを順次、境界線判定閾値と比較することによって、画像１ラインごとに、ターゲット被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求める。さらに、境界線位置情報検出部１０６は、求めた水平起点画素位置と水平終点画素位置とを示す境界信号データＳ００３を境界線位置情報用メモリ１０７に出力する。例えば、図２に示すターゲット被写体５００のラインＬ１について見ると、水平起点画素位置がＰ１、水平終点画素位置がＰ２であり、被写体内部領域がＲ１、被写体外部領域がＲ２である。
【００２７】
ＲＡＷ画像補正部１０８は、読み出した撮像信号データの水平画素位置が、被写体内部領域Ｒ１内かどうかを判定し、水平画素位置が被写体内部領域Ｒ１内であるときには、その撮像信号データを補正する。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、ターゲット被写体のみを抽出して、抽出した被写体の撮像信号データを補正することが可能になる。それゆえ、撮影した画像の画質向上が可能となる。
【００２９】
また、データの処理量は、ターゲット被写体に応じて決定されるので、画面をブロックに分割して補正する場合のように、画質の向上に伴って、一律にシステム的な負荷が増大することもない。
【００３０】
なお、境界線位置情報検出部１０６において水平起点画素位置と水平終点画素位置とを求めるための指標は、輪郭情報Ｓ００２の信号レベルに限定されない。例えば、境界線位置情報検出部１０６では、輪郭情報Ｓ００２の振幅レベルを境界線判定閾値と比較するようにしてもよい。
【００３１】
また、ＲＡＷ画像補正部１０８は、読み出した撮像信号データの水平画素位置が、水平起点画素位置又は水平終点画素位置であるときは、その信号データを、例えば飽和データなどの新たなデータに置き換えるようにしてもよい。この置き換えによって、境界線として検出した位置を白線などで表示することが可能となる。すなわち、抽出された被写体が妥当であるか否かを確認することができるため、抽出の精度を上げることが可能となる。
【００３２】
《発明の実施形態２》
図３は、本発明の実施形態２に係る信号データ補正装置２００の構成を示すブロック図である。信号データ補正装置２００は、同図に示すように、信号データ補正装置１００のＲＡＷ画像補正部１０８を、輝度信号・色信号生成部２０１とＹＣ画像補正部２０２とに置き換えたものである。
【００３３】
輝度信号・色信号生成部２０１は、ＲＡＷデータ用メモリ１０４から読み出された信号データを用いて、画素ごとの輝度信号データ及び色信号データ（両者を合わせてＹＣデータＳ００４と呼ぶ）を生成するようになっている。
【００３４】
ＹＣ画像補正部２０２は、境界信号データＳ００３に基づいて、ＹＣデータＳ００４の補正の要否を判断し、補正を要する場合にはＹＣデータを補正した補正ＹＣデータＳ００５を出力し、補正が不要な場合にはＹＣデータＳ００４そそのまま出力するようになっている。
【００３５】
詳しくは、ＹＣ画像補正部２０２は、ＹＣデータＳ００４の水平画素位置が、被写体内部領域内かどうかを、ＹＣデータＳ００４に対応する境界信号データＳ００３に基づいて判定し、ＹＣデータＳ００４の水平画素位置が被写体内部領域内のときには、そのＹＣデータＳ００４を補正する。具体的には、ＹＣ画像補正部２０２は、例えば、輝度信号データのゲインを調整する輝度ゲイン設定値、色データのゲインを調整する色ゲイン設定値、色差データの色相を調整する色差マトリクス設定値、輝度データのオフセット加算値を調整する輝度オフセット設定値、又は低輝度データの感度を上げる任意のガンマ特性設定値等を変更することによって、信号データの補正を行なう。
【００３６】
したがって、本実施形態では、ターゲット被写体に対してのみ、輝度信号データ、色信号データの補正が可能になる。
【００３７】
《発明の実施形態３》
図４は、本発明の実施形態３に係る信号データ補正装置３００の構成を示すブロック図である。信号データ補正装置３００は、同図に示すように、画像圧縮部３０１を信号データ補正装置１００に追加して構成したものである。
【００３８】
画像圧縮部３０１は、入力された信号データを圧縮して出力するようになっている。この場合、画像圧縮部３０１は、被写体内部領域内の撮像信号データと、被写体内部領域外の撮像信号データとで、圧縮率を変えるようになっている。本実施形態では、被写体内部領域内の撮像信号データの圧縮率を、被写体内部領域外の撮像信号データの圧縮率よりも小さくする。
【００３９】
なお、本実施形態では、画像圧縮部３０１には、ＲＡＷデータ用メモリ１０４内に保持されている信号データ、及びＲＡＷ画像補正部１０８が出力した信号データが入力されており、与えられた指示（例えば、信号データ補正装置３００の外部からの指示）に応じ、何れかの信号データを選択して圧縮を行なう。
【００４０】
以上の構成により、本実施形態によれば、画像情報を多く含み画質をできるだけ劣化させたくない被写体内部領域内の信号データは低い圧縮率で圧縮し、また、画像情報が少なく圧縮による画質劣化が発生しにくい被写体内部領域外の信号データに対しては高い圧縮率で圧縮することが可能になる。それゆえ、画質を劣化させることなく、またシステム的な負荷を増大させることなく画像を圧縮することが可能となる。
【００４１】
《発明の実施形態４》
図５は、本発明の実施形態４に係る信号データ補正装置４００の構成を示すブロック図である。信号データ補正装置４００は、同図に示すように、画像圧縮部４０１を信号データ補正装置２００に追加して構成したものである。
【００４２】
画像圧縮部４０１は、ＹＣデータを圧縮して出力するようになっている。ＹＣデータを圧縮する際に、画像圧縮部４０１は、ＹＣデータの水平画素位置が、被写体内部領域の内側か外側かによって圧縮率を変えるようになっている。本実施形態では、ＹＣデータの水平画素位置が被写体内部領域の内側の場合には、外側の場合よりも、ＹＣデータの圧縮率を小さくする。また、本実施形態では、画像圧縮部４０１には、ＹＣデータＳ００４、及び補正ＹＣデータＳ００５が入力されており、与えられた指示（例えば、信号データ補正装置４００の外部からの指示）に応じ、何れかの信号を選択して圧縮を行なう。
【００４３】
以上の構成により、本実施形態においても、画像情報を多く含み画質を出来るだけ劣化させたくない被写体内部領域内の信号データに対しては低い圧縮率で圧縮し、画像情報が少なく圧縮による画質劣化が発生しにくい被写体内部領域外の信号データに対しては高い圧縮率で圧縮することが可能になる。
【００４４】
なお、上記の各実施形態で説明した各構成要素は、論理的に可能な範囲で種々に組み合わせてもよい。例えば、実施形態１の信号データ補正装置１００に対して、輝度信号・色信号生成部２０１とＹＣ画像補正部２０２とを追加して、ＲＡＷ画像データの補正に加えて、輝度信号データ、色信号データの補正を行なえるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る信号データ補正装置は、ターゲット被写体のみを抽出して、システム的負荷を増大させることなく、抽出した被写体の画像データを補正して画質の調整ができるという効果を有し、撮像装置等において被写体の画質を調整する信号データ補正装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態１に係る信号データ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】被写体の水平起点画素位置と水平終点画素位置を示す図である。
【図３】実施形態２に係る信号データ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態３に係る信号データ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態４に係る信号データ補正装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００      信号データ補正装置
１０１      固体撮像素子
１０２      タイミングジェネレータ
１０３      ＡＤ変換器
１０４      ＲＡＷデータ用メモリ
１０５      バンドパスフィルタ
１０６      境界線位置情報検出部
１０７      境界線位置情報用メモリ
１０８      ＲＡＷ画像補正部
２００      信号データ補正装置
２０１      輝度信号・色信号生成部
２０２      ＹＣ画像補正部
３００      信号データ補正装置
３０１      画像圧縮部
４００      信号データ補正装置
４０１      画像圧縮部
５００      ターゲット被写体
Ｓ００１      撮像信号データ
Ｓ００２      輪郭情報
Ｓ００３      境界信号データ
Ｓ００４      ＹＣデータ
Ｓ００５      補正ＹＣデータ
【図１】
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【図２】
2008099018.tif 000004
【図３】
2008099018.tif 000005
【図４】
2008099018.tif 000006
【図５】
2008099018.tif 000007