(57)【要約】【課題】入力するデジタル画像のホワイトバランス補正後の露出補正（減感処理）時に発生する白とび部の色づきの問題を解決可能にする。【解決手段】Ｒ、Ｇ、ＢのＲＡＷデータは、ホワイトバランス補正部２２０によって適宜のゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgが乗算されてホワイトバランス補正される。このホワイトバランス補正されたＲ、Ｇ、Ｂデータのうち、露出補正部２４０によってアンダー露出に補正（減感処理）されなければ、白とびする画素（出力最大値を越える画素）を画素値補正部２３０の白とび画素検出部２３０で検出し、その画素のみを補正対象画素とし、画素値補正部２３０にて補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する。これにより、露出補正部２４０での減感処理時に白とび部の色付きを防止することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正工程と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別工程と、
前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記画素値補正工程は、前記補正対象画素の画素値を、その画素値と該補正対象画素の周囲の異なる色の画素の画素値のうちの最大の画素値に補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記画素値補正工程は、前記補正対象画素の画素値に対して該画素値以上の補間最大値を求める工程と、前記補正対象画素の画素値と前記補間最大値とを補間処理して補間値を計算する補間処理工程とを含み、前記補正対象画素の画素値を前記計算した補間値に補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記補間最大値を求める工程は、前記補正対象画素の周囲の異なる色の画素の画素値を参照して補間最大値を求めることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用されるＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大のゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を一番色の画素とし、次に大きなゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を二番色の画素とし、最も小さなゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を三番色の画素とし、
前記補間最大値を求める工程は、前記一番色の画素に対しては該画素自体の画素値を補間最大値として求め、前記二番色の画素に対しては該画素の周囲の一番色の画素の画素値を参照して補間最大値を求め、前記三番色の画素に対しては該画素の周囲の一番色及び二番色の画素の画素値をそれぞれ参照して補間最大値を求めることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記補間処理工程は、前記補正対象画素の画素値が大きい程、その画素に対して求められた補間最大値に近づくように補間処理して補間値を計算することを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記露出補正工程における露出補正値が０以上の場合には、前記画素値補正工程による前記補正対象画素の画素値の補正を行わないことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項８】
カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、
手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正工程と、
前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する工程と、
前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正工程と、
前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記露出補正工程は、前記ホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大値に基づいて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の情報復元可能な最大の露出補正値を算出する工程を含み、この最大の露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正することを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記最大の露出補正値を算出する工程は、前記ホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大値を、MaxGainとすると、情報復元可能な最大の露出補正値MaxＥＶを、次式、
MaxＥＶ＝ＬＯＧ2（１／MaxGain）
によって算出することを特徴とする請求項８又は１０に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別工程と、
前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正工程と、
を有することを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１３】
カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正手段と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別手段と、
前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、
手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正手段と、
前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する手段と、
前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正手段と、
前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
被写体を撮像してカラーのデジタル画像を示すＲＡＷデータを取得する撮像手段と、
少なくとも前記ＲＡＷデータを記録媒体に記録する機能を有する記録手段と、
請求項１３から１５のいずれかに記載の画像処理装置と、を備え、
前記入力手段は、前記撮像手段が取得したＲＡＷデータを示すデジタル画像、又は前記記録媒体から読み出したＲＡＷデータを示すデジタル画像を入力することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
カラーのデジタル画像を入力する入力機能と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正機能と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別機能と、
前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１８】
カラーのデジタル画像を入力する入力機能と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、
手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正機能と、
前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する機能と、
前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１９】
カラーのデジタル画像を入力する入力工機能と、
前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、
前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正機能と、
前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理方法、装置及びプログラム並びに撮像装置に係り、特にデジタル画像を露出補正する際の色づきを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＡＷファイルは、デジタルカメラでの撮影時に撮像素子が捉えた光量をＡ／Ｄ変換したデジタルの画像データ（ＲＡＷデータ）をそのまま記録したものである。
【０００３】
ＲＡＷデータを適正な画像として出力（表示、プリント）するためには、ホワイトバランス補正、露出補正、ガンマ補正、同時化処理等の種々の画像処理を施す必要があるが、その反面、ユーザが好みの画像に補正することができる自由度が大きいという利点がある。
【０００４】
例えば、ホワイトバランス補正によってＲＡＷデータにＲ、Ｇ、Ｂゲインを乗算すると、ＲＡＷデータでは白とびしていない部分（出力可能なデジタル値の最大値以下）であっても、白とびすることがあるが、露出をアンダーに設定して現像（＝減感処理）することにより、白とび部分の情報を復元することができる。
【０００５】
特許文献１には、画像を解析して得られた画像データのハイライト部の値とシャドウ部の値を用いて露出補正する画像補正装置が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、ホワイトバランス補正を行うと、それに伴って輝度が変化するが、Ｒ、Ｇ、Ｂゲインのうちの少なくとも２色のゲインとして、輝度変化量を補正する補正ゲインを算出し、この算出した少なくとも２色の補正ゲインでホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、撮像素子の電荷蓄積時間を、ホワイトバランス補正値に応じて各色独立に制御し、特定の色信号のゲイン（ノイズ）が大きくならないようにしたデジタルカメラが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３１７８７３号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８８５７号公報
【特許文献３】特開２００６−１３５７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述したようにホワイトバランス補正によって白とびしたデジタル画像であっても、減感処理することにより、白とび部分の情報を復元することができるが、ホワイトバランス補正によって白とびした部分（白とび部）は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に白とび量が一律でないため、これを減感処理すると、白とび部に色が付くという問題がある。
【０００９】
一方、白とび部に色が付かないように減感処理する場合には、減感処理できる露出量（復元できる幅）が少なくなるという問題がある。
【００１０】
これに対し、特許文献１に記載の画像補正装置は、通常露光時に白とびしていない画素値の範囲で適用され、露出補正時に白とび部の色づきを防止することができない。
【００１１】
同様に、特許文献２に記載のホワイトバランス調整装置は、補正された補正ゲインを全画素に均等に適用するため、露出補正時に白とび部の色づきを防止することができず、また、特許文献３に記載のデジタルカメラは、該カメラで撮影されたデジタル画像のホワイトバランスを撮影後に変更すると、等しかった各色のゲイン最大値が不均一となり、その結果、露出補正時に白とび部の色づきを防止することができないという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、入力するデジタル画像のホワイトバランス補正後の露出補正（減感処理）時に発生する白とび部の色づきの問題を解決するとともに、減感補正可能な幅（段数）を増加させることができる画像処理方法、装置及びプログラム並びに撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために請求項１に係る画像処理方法は、カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正工程と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別工程と、前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正工程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
ホワイトバランス補正時に飽和（白とび）する画素のみを補正対象画素としているため、原画像の色情報をできる限り保持することができるとともに、白とびする補正対象画素については、補正対象画素の画素値をその画素値以上に補正するようにしたため、減感処理時に白とび部の色付きを防止することができる。
【００１５】
請求項２に示すように請求項１に記載の画像処理方法において、前記画素値補正工程は、前記補正対象画素の画素値を、その画素値と該補正対象画素の周囲の異なる色の画素の画素値のうちの最大の画素値に補正することを特徴としている。これにより、補正対象画素の画素値を、各色の画素値と一致させることができ、減感処理時に白とび部の色付きを防止することができる。また、周辺の異なる色の画素を参照することで、著しく誤った色が再現されることなく自然な発色を得ることができる。
【００１６】
請求項３に示すように請求項１に記載の画像処理方法において、前記画素値補正工程は、前記補正対象画素の画素値に対して該画素値以上の補間最大値を求める工程と、前記補正対象画素の画素値と前記補間最大値とを補間処理して補間値を計算する補間処理工程とを含み、前記補正対象画素の画素値を前記計算した補間値に補正することを特徴としている。
【００１７】
請求項４に示すように請求項３に記載の画像処理方法において、前記補間最大値を求める工程は、前記補正対象画素の周囲の異なる色の画素の画素値を参照して補間最大値を求めることを特徴としている。周辺の異なる色の画素を参照することで、著しく誤った色が再現されることなく自然な発色を得ることができる。
【００１８】
請求項５に示すように請求項３に記載の画像処理方法において、前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用されるＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大のゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を一番色の画素とし、次に大きなゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を二番色の画素とし、最も小さなゲイン値に対応する色のデジタル画像の画素を三番色の画素とし、前記補間最大値を求める工程は、前記一番色の画素に対しては該画素自体の画素値を補間最大値として求め、前記二番色の画素に対しては該画素の周囲の一番色の画素の画素値を参照して補間最大値を求め、前記三番色の画素に対しては該画素の周囲の一番色及び二番色の画素の画素値をそれぞれ参照して補間最大値を求めることを特徴としている。
【００１９】
これにより、一番色の画素は、その画素値と補間最大値が一致するため、その画素値は補正されない。二番色の画素は、一番色の画素の画素値を参照して補間最大値が求められ、三番色の画素は、一番色及び二番色の画素の画素値をそれぞれ参照して補間最大値が求められる。
【００２０】
請求項６に示すように請求項３から５のいずれかに記載の画像処理方法において、前記補間処理工程は、前記補正対象画素の画素値が大きい程、その画素に対して求められた補間最大値に近づくように補間処理して補間値を計算することを特徴としている。補正対象画素の画素値に応じて補間値を調整することにより、不要な階調とびを避け、自然な発色を得ることができる。
【００２１】
請求項７に示すように請求項１から６のいずれかに記載の画像処理方法において、前記露出補正工程における露出補正値が０以上の場合には、前記画素値補正工程による前記補正対象画素の画素値の補正を行わないことを特徴としている。即ち、露出補正値が０よりも小さい場合（減感処理時）に白とび部に色付きが生じるため、減感処理を行わない場合（通常露光や増感処理時）には、補正対象画素の画素値は補正しないようにしている。
【００２２】
請求項８に係る画像処理方法は、カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正工程と、前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する工程と、前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる工程と、を含むことを特徴としている。
【００２３】
これにより、手動操作で露出補正を行い場合に、情報復元可能な最大の露出補正値を参照して露出補正を行うことができ、操作性が向上する。尚、請求項１から７に記載のいずれかに記載の画像処理方法と同時に行うことで、より有効な最大の露出補正値が得られる。
【００２４】
請求項９に係る画像処理方法は、カラーのデジタル画像を入力する入力工程と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正工程と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正工程と、前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正工程と、を含むことを特徴としている。これにより、通常露光と同様な明るさを有し、ホワイトバランス補正がされた白とびのない画像（ダイナミックレンジの広い画像）を得ることができる。尚、請求項１から７に記載のいずれかに記載の画像処理方法と同時に行うことで、高輝度部分の色付きを防止することができる。
【００２５】
請求項１０に示すように請求項９に記載の画像処理方法において、前記露出補正工程は、前記ホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大値に基づいて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の情報復元可能な最大の露出補正値を算出する工程を含み、この最大の露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正することを特徴としている。
【００２６】
請求項１１に示すように請求項８又は１０に記載の画像処理方法において、前記最大の露出補正値を算出する工程は、前記ホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値のうちの最大値を、MaxGainとすると、情報復元可能な最大の露出補正値MaxＥＶを、次式、MaxＥＶ＝ＬＯＧ2（１／MaxGain）によって算出することを特徴としている。
【００２７】
請求項１２に示すように請求項８から１１のいずれかに記載の画像処理方法において、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別工程と、前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正工程と、を有することを特徴としている。
【００２８】
請求項１３に係る画像処理装置は、カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正手段と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別手段と、前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２９】
請求項１４に係る画像処理装置は、カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正手段と、前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する手段と、前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる手段と、を備えたことを特徴としている。
【００３０】
請求項１５に係る画像処理装置は、カラーのデジタル画像を入力する入力手段と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正手段と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正手段と、前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正手段と、を備えたことを特徴としている。
【００３１】
請求項１６に係る撮像装置は、被写体を撮像してカラーのデジタル画像を示すＲＡＷデータを取得する撮像手段と、少なくとも前記ＲＡＷデータを記録媒体に記録する機能を有する記録手段と、請求項１３から１５のいずれかに記載の画像処理装置と、を備え、前記入力手段は、前記撮像手段が取得したＲＡＷデータを示すデジタル画像、又は前記記録媒体から読み出したＲＡＷデータを示すデジタル画像を入力することを特徴としている。
【００３２】
請求項１７に係る画像処理プログラムは、カラーのデジタル画像を入力する入力機能と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正機能と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像の各画素のうち前記露出補正によってアンダー露出になるように補正しなければ出力する画素値が飽和する画素を判別する判別機能と、前記判別された飽和する画素のみを補正対象画素とし、該補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する画素値補正機能と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００３３】
請求項１８に係る画像処理プログラムは、カラーのデジタル画像を入力する入力機能と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、手動で設定された露出補正値に応じて前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する露出補正機能と、前記ホワイトバランス補正工程でのホワイトバランス補正に使用したＲ、Ｇ、Ｂのゲイン値に基づいて前記露出補正工程での露出補正時に情報復元可能な最大の露出補正値を算出する機能と、前記最大の露出補正値と現在設定されている露出補正値との関係を視認可能に表示手段に表示させる機能と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００３４】
請求項１９に係る画像処理プログラムは、カラーのデジタル画像を入力する入力工機能と、前記入力したデジタル画像のホワイトバランスを補正するホワイトバランス補正機能と、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像を露出補正する工程であって、前記ホワイトバランスが補正されたデジタル画像が飽和しないようにアンダーに露出補正する露出補正機能と、前記アンダーになるように露出補正されたデジタル画像に対して通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する広ダイナミックレンジ用のガンマ補正を行うガンマ補正機能と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、入力するデジタル画像のホワイトバランス補正に白とびする画素のみを補正対象画素としているため、原画像の色情報をできる限り保持することができるとともに、白とびする補正対象画素については、補正対象画素の画素値をその画素値以上に補正するようにしたため、減感処理時に白とび部の色付きを防止することができ、また、減感補正可能な幅（段数）を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理方法、装置及びプログラム並びに撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３７】
［撮像装置］
図１は本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。
【００３８】
図１に示す撮像装置（以下、「カメラ」と称す）１は、静止画や動画の記録及び再生機能を備えたデジタルカメラであり、カメラ全体の動作は中央処理装置（ＣＰＵ）１０によって統括制御される。ＣＰＵ１０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算等、各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００３９】
ＣＰＵ１０には、バス１２及びメモリ・インターフェース１４を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１６及びＲＯＭ（Read Only Memory）１８が接続されている。ＲＡＭ１６は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ１０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用される。ＲＯＭ１８には、ＣＰＵ１０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データや、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。
【００４０】
撮像部２０には、撮影レンズ及び絞り等を含む光学ユニット２２や、ＣＣＤ撮像素子２４（以下、単に「ＣＣＤ」という）等が含まれている。光学ユニット２２は、ＣＰＵ１０からのＡＦ指令やＡＥ指令によりモータ駆動部３２を介してフォーカスレンズや絞り等が駆動される。
【００４１】
ＣＣＤ２４は、図２に示すように多数の受光素子（フォトダイオード）２４Ａが水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）に一定の配列周期で配置されたＣＣＤ型２次元撮像デバイス（イメージセンサ）である。図示した構成はハニカム配列と呼ばれる画素配列であり、受光素子２４Ａの幾何学的な形状の中心点を行方向及び列方向に１つ置きに画素ピッチの半分（１／２ピッチ）ずらして配列させたものとなっている。
【００４２】
各受光素子２４Ａは、八角形の受光面を有し、各受光素子２４Ａに対応してＲＧＢの原色カラーフィルタが配置されている。図２のように、水平方向についてＲＢＲＢ…の行の次段にＧＧＧＧ…の行が配置され、その次段にＢＲＢＲ…の行、という具合に配列される。列方向についてみれば、ＲＢＲＢ…の列と、ＧＧＧＧ…の列と、ＢＲＢＲ…の列とが循環式に繰り返される配列パターンとなっている。
【００４３】
各受光素子２４Ａの右側（又は左側）には垂直転送路（ＶＣＣＤ）２４Ｖが形成されている。垂直転送路２４Ｖは、受光素子２４Ａの各列に近接して受光素子２４Ａを避けながらジグザグ状に蛇行して垂直方向に伸びている。図示されていないが、垂直転送路２４Ｖ上には４相駆動（φ1,φ2,φ3,φ4)に必要な転送電極が配置される。転送電極は、受光素子２４Ａの各行に近接して受光素子２４Ａの開口を避けながら蛇行して図２の水平方向に伸びるように設けられている。
【００４４】
各受光素子２４Ａで光電変換により生成された信号電荷は、当該受光素子２４Ａの右側（又は左側）に隣接した垂直転送路２４Ｖに読み出され、転送パルスに従って図２の下方（Ｖ方向）に転送される。
【００４５】
図２において垂直転送路２４Ｖの下端（垂直転送路２４Ｖの最下流側）には、垂直転送路２４Ｖから移された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路（ＨＣＣＤ）２４Ｈが設けられている。
【００４６】
水平転送路２４Ｈは、２相又は４相駆動の転送ＣＣＤで構成されており、水平転送路２４Ｈの最終段（図２上で最左段）は出力部２５に接続されている。出力部２５は出力アンプを含み、入力された信号電荷の電荷検出を行い、信号電圧として出力端子２５Ａに出力する。こうして、各受光素子２４Ａで生成された信号が、点順次の信号列として出力される。尚、出力端子２５Ａから出力される信号はＲＧＢＧＲＧＢＧ…という信号列となる。
【００４７】
図１に戻って、ＣＣＤ２４は、各受光素子の電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ１０は、タイミング・ジェネレータ３４を介してＣＣＤ２４での電荷蓄積時間を制御する。
【００４８】
このＣＣＤ２４から順次読み出されたＣＣＤ信号は、アナログ信号処理部２６に加えられる。アナログ信号処理部２６は、ＣＤＳ回路やアナログアンプ等を有し、ＣＤＳ回路は入力するＣＣＤ信号を相関二重サンプリング処理し、アナログアンプは、ＣＰＵ１０から加えられる撮影感度設定用ゲインによってＣＤＳ回路から出力されるＣＣＤ信号を増幅する。
【００４９】
アナログ信号処理部２６にてアナログ処理されたＣＣＤ信号は、Ａ／Ｄ変換器２８に加えられ、ここで画素ごとにデジタルのカラー画像データ（点順次のＲ，Ｇ，ＢのＲＡＷデータ）に変換される。
【００５０】
Ｒ，Ｇ，ＢのＲＡＷデータは、デジタル信号処理部３０、バス１２及びメモリ・インターフェース１４を介してＲＡＭ１６に一時的に記憶される。このＲ，Ｇ，ＢのＲＡＷデータは、デジタル信号処理部３０に入力され、ここで、ホワイトバランス補正、露出補正、ガンマ補正、同時化処理、ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等の画像処理が施される。
【００５１】
また、ＲＡＷデータ記録が選択されている場合には、前記ＲＡＷデータはＲＡＷファイルのフォーマットで、外部メモリ・インターフェース４８を介してメモリカード５０に記録される。
【００５２】
カメラ１の操作部３６には、シャッターボタン、撮影モードと再生モードを切り替えるモード切替レバー、撮影モード（オート撮影モード、マニュアル撮影モード、連写モード等）を選択するためのモードダイヤル、表示部（ＬＣＤ）４０にメニュー画面を表示させるメニューボタン、メニュー画面から所望の項目を選択するためのマルチファンクションの十字キー、選択項目の確定や処理の実行を指令するＯＫボタン、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の操作状態に戻らせる指令を入力するＢＡＣＫボタンなどが含まれる。操作部３６からの出力信号は、バス１２を介してＣＰＵ１０に入力され、ＣＰＵ１０は操作部３６からの入力信号に基づいて撮影や再生等の適宜の処理を実施させる。
【００５３】
カメラ１には、被写体にフラッシュ光を照射するためのフラッシュ装置４２が含まれ、フラッシュ装置４２は、ＣＰＵ１０からの発光指令によって充電部４から電源の供給を受けてフラッシュ光を照射する。
【００５４】
デジタル信号処理部３０で処理された画像データ（輝度信号Ｙ，色差信号Ｃr,Ｃｂ）は、圧縮伸張処理回路４６に与えられ、ここで、所定の圧縮フォーマット（例えば、JPEG方式) に従って圧縮される。圧縮された画像データは、画像ファイル（例えば、JPEGファイル）のフォーマットで、外部メモリ・インターフェース４８を介してメモリカード５０に記録される。
【００５５】
また、ＬＣＤ４０には、ＬＣＤインターフェース３８を介して加えられる画像信号により撮像準備中に映像（スルームービー画）が表示され、また、再生モード時にメモリカード５０に記録されたJPEGファイル、又はＲＡＷファイルが読み出され、画像が表示される。尚、JPEGファイルに格納された圧縮された画像データは、圧縮伸張処理回路４６によって伸張処理が行われてＬＣＤ４０に出力され、ＲＡＷファイルに格納されたＲＡＷデータは、前記デジタル信号処理部３０によってＲＡＷ現像した後にＬＣＤ４０に出力される。
【００５６】
［画像処理装置］
図３は本発明に係る画像処理装置としての機能を備えたパソコンのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００５７】
図３に示すようにパソコン１００は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１０と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となる主メモリ１１２と、パソコン１００のオペレーティングシステム（ＯＳ）、パソコン１００に接続された周辺機器のデバイスドライバ、本発明に係る画像処理プログラムを含む各種のアプリケーションソフト、ユーザの画像等が格納されるハードディスク装置１１４と、ＣＤ−ＲＯＭ装置１１６と、表示用データを一時記憶する表示メモリ１１８と、この表示メモリ１１８からの画像データ、文字データ等により画像や文字等を表示するＣＲＴモニタや液晶モニタ等のモニタ装置１２０と、キーボード１２２と、位置入力装置としてのマウス１２４と、マウス１２４の状態を検出してモニタ装置１２０上のマウスポインタの位置やマウス１２４の状態等の信号をＣＰＵ１１０に出力するマウスコントローラ１２６と、カメラ１と接続してＲＡＷファイル等の入力が可能なＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのインターフェース１２８と、上記各構成要素を接続するバス１３０とから構成されている。
【００５８】
尚、上記構成のパソコン１００は、ハードディスク装置１１４に格納されている、本発明に係る画像処理プログラムを除いて周知のものであるため、各構成要素の詳細な説明については省略する。この画像処理プログラムは、該画像処理プログラムが記録されたＣＤ−ＲＯＭ（カメラ１に同梱されているＣＤ−ＲＯＭ）をパソコン１００のＣＤ−ＲＯＭ装置１１６にセットすることにより、パソコン１００にインストールすることができる。また、画像処理プログラムは、図示しないネットワークを通じてダウンロードすることができる。
【００５９】
また、カメラ１のメモリカード５０に記録されたＲＡＷファイルは、図示しないカードリーダを介してハードディスク装置１１４に取り込むことができる。
【００６０】
次に、ハードディスク装置１１４に取り込んだＲＡＷファイルのＲＡＷデータを、画像処理プログラムに基づいて可視化する画像処理（ＲＡＷ現像）について説明する。
【００６１】
［ＲＡＷ現像］
図４は本発明に係る画像処理プログラムでの処理内容を示す機能ブロック図である。
【００６２】
ハードディスク装置１１４に取り込んだＲＡＷファイルのうちの所望のＲＡＷファイルのＲＡＷ現像の処理を指示すると、ＲＡＷファイルのＲＡＷデータ（Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に１４ビットのビット長を有するデータ）は、主メモリ１１２に一時記憶される。
【００６３】
主メモリ１１２に一時記憶されたＲ，Ｇ，Ｂの１４ビットのＲＡＷデータは、画像処理部２００のリニア前処理部２１０にＲ，Ｇ，Ｂの点順次で加えられる。Ｒ，Ｇ，ＢのＲＡＷデータは、リニア前処理部２１０にてオフセット調整、１６ビット化、シェーディング補正といったリニアデータに対する前処理が行われる。
【００６４】
リニア前処理部２１０から出力されたＲ，Ｇ，Ｂデータは、ホワイトバランス（ＷＢ）補正部２２０に出力される。ＷＢ補正部２２０は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータごとにそれぞれホワイトバランス補正用のゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgをかけることによりホワイトバランス補正を行う。
【００６５】
ここで、ホワイトバランス補正用のゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgは、ＲＡＷデータを解析して、例えば光源種（太陽光、蛍光灯、タングステン電球等）を特定し、その光源種に対応して予め記憶されているゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgに設定され、あるいはホワイトバランス補正を行うメニュー画面上で手動で選択された光源種や色温度に対応するゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgに設定される。尚、この実施の形態では、１６ビットのＲ、Ｇ、Ｂデータにゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgを乗算するため、Ｒ、Ｇ、Ｂデータが１６ビットよりも大きくなる場合がある。従って、パソコン１００では、１６ビットよりも大きな３２ビットで処理を行うようにしている。
【００６６】
ＷＢ補正部２２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂデータは、画素値補正部２３０に加えられる。この画素値補正部２３０は、本発明によって追加された部分であり、白とびしている画素のみを補正対象画素とし、補正対象画素の画素値をその画素値以上の値となるように補正する。尚、この画素値補正部２３０での処理の詳細については、後述する。
【００６７】
画素値補正部２３０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂデータは、露出補正部２４０に加えられる。露出補正部２４０は、手動による露出補正値（例えば、−３ＥＶ〜＋３ＥＶ）の指示入力に応じて通常露出（露出補正をしない場合の露出）に対して露出をアンダーに補正（減感処理）、あるいはオーバーに補正（増感処理）する。
【００６８】
露出補正部２４０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂデータは、ガンマ補正部２５０に出力され、ここで、リニアデータを、ｓＲＧＢ，AdobeＲＢＧ，scＲＧＢといった色空間の階調データに変換する。ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂデータは、同時化処理部２６０に出力される。
【００６９】
同時化処理部２６０は、図２に示したＣＣＤ２４のＣＣＤカラーフィルタ配列に伴うＲ、Ｇ、Ｂデータの空間的なズレを補間してＲ、Ｇ、Ｂデータを同時式に変換する処理を行い、同時化したＲ、Ｇ、ＢデータをＲＧＢ／ＹＣ変換部２７０に出力する。
【００７０】
ＲＧＢ／ＹＣ変換部２７０は、Ｒ、Ｇ、Ｂデータを輝度データＹ，色差データＣr,Ｃｂに変換し、輝度データＹを輪郭補正部２８０に出力し、色差データＣr,Ｃｂを色調補正部２９０に出力する。輪郭補正部２８０は、輝度データＹの輪郭部（輝度変化の大きい部分）を強調する処理を行う。
【００７１】
色調補正部２９０は、入力する色差信号Ｃr,Ｃｂと、２行×２列の色補正マトリクス係数とのマトリクス演算を行い、良好な色再現性を実現させるための色補正を行う。色補正マトリクス係数は、ユーザからの色補正の指示入力に応じて適宜変更される。
【００７２】
このようにして輪郭補正された輝度データＹ、及色調補正された色差データＣｒ，Ｃｂは、画像の保存の指示入力があると、JPEGファイルやTIFFファイルとして保存される。
【００７３】
［画素値補正部］
次に、図４に示した画素値補正部２３０について詳説する。
【００７４】
画素値補正部２３０は、白とび画素検出部２３２、画素補間部２３４、及び補間値調整部２３６とから構成されている。
【００７５】
図５は白とび画素検出部２３２の処理内容を示すフローチャートである。
【００７６】
画素検出部２３２は、ＷＢ補正部２２０から入力するＲ、Ｇ、Ｂの各画素ごとに、その画素が白とびしているか否かを検出するもので、まず、入力する画素に対して、白とび画素フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ１０）。ここで、白とび画素フラグがＯＦＦに設定された画素は、その画素値の補正は行われず、白とび画素フラグがＯＮに設定された画素のみを補正対象画素とし、その画素値の補正が行われる。
【００７７】
続いて、露出補正部２４０での露出補正値が０よりも小さいか否かを判別し（ステップＳ１２）、露出補正値＜０の場合には、ステップＳ１４に進み、露出補正値≧０の場合には、白とび画素フラグをＯＦＦにしたまま、その画素に対する処理を終了する。尚、露出補正値≧０の場合は、増感処理され、白とび部に色が付くことがないため、画素値の補正は行われない。
【００７８】
ステップＳ１４では、画素が６５５３５（＝２１６−１）よりも大きいか否かを判別する。ここで、６５５３５は、１６ビットのＲ、Ｇ、Ｂデータの最大値であり、この値を越える画素は、減感処理しなければ、画素値が飽和する画素（白とびする画素）である。
【００７９】
そして、画素値＞６５５３５となる画素は、白とび画素フラグをＯＮに設定し（ステップＳ１６）、画素値≦６５５３５となる画素は、白とび画素フラグをＯＦＦにしたまま、その画素に対する判断を終了する。
【００８０】
上記の処理により、Ｒ、Ｇ、Ｂの全ての画素について、白とび画素の有無を検出し、白とび画素として検出された画素には、白とび画素フラグとしてＯＮが設定される。
【００８１】
尚、本例では、１６ビット長の出力最大値である６５５３５を判断基準値としたが、８ビット長なら２５５、２４ビット長なら１０４８５７５となり、そのときの色表現可能な最大値に応じて判断基準値を変更する。
【００８２】
図６はホワイトバランス補正を行った結果、白とびした画素の一例を示す図であり、図６（Ａ）はホワイトバランス補正前のある画素のＲ、Ｇ、Ｂデータを示し、図６（Ｂ）はホワイトバランス補正したために前記画素のＲ、Ｇ、Ｂデータが白とびする様子を示している。
【００８３】
図６に示す例では、太陽光に対応するゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂg（Ｒg＞Ｂg＞Ｇg）によってホワイトバランス補正がされており、図６（Ａ）に示すホワイトバランス補正前のＲ、Ｇ、Ｂデータは、いずれも画素値が出力最大値（＝６５５３５）以下（いずれも白とびをしていない画素）であるが、ホワイトバランス補正によりＲ、Ｇ、Ｂデータにそれぞれゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgが乗算された結果、図６（Ｂ）に示すように画素値が出力最大値を越える白とび画素となっている。
【００８４】
図６（Ｂ）に示したＲ、Ｇ、Ｂデータのうちの点線で囲んだ範囲内のデータが、白とび量であるが、この白とび量は、Ｒ、Ｇ、Ｂごとに一律になるとは限らず、図６（Ｂ）に示す例では、Ｒの白とび量が一番大きく、次にＢの白とび量が大きく、Ｇの白とび量が一番小さくなっている。
【００８５】
このホワイトバランス補正されたＲ、Ｇ、Ｂデータを入力する露出補正部２４０によって、露出をアンダーにする減感処理の段数を徐々に増加させると、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素値がそれぞれ一定の割合で縮小され、まずＧの画素値が出力最大値（＝６５５３５）以下になり、次にＢの画素値が出力最大値以下になり、最後にＲの画素値が出力最大値以下になる。これにより、Ｒの画素値が出力最大値になった状態では、Ｇ、Ｂの画素値は出力最大値よりも小さくなり、白とび部に色が付く（この場合は、Ｒの画素値が大きいため、ピンク色になる）という問題がある。
【００８６】
［第１の実施の形態］
本発明はこの白とび部の減感処理時に色付きを防止するために、本発明の第１の実施の形態では、白とび画素と判断された画素（白とび画素フラグがＯＮに設定された補正対象画素）の画素値を、補正対象画素の画素値とその周囲の他の色の画素の画素値のうちの最大の画素値になるように補正する。
【００８７】
図７（Ａ）は図６（Ｂ）に示したホワイトバランス補正後のＲ、Ｇ、Ｂデータを示し、図７（Ｂ）はそのＲ、Ｇ、Ｂデータを画素値補正部２３０によって補正した場合に関して示している。
【００８８】
図７に示すように補正対象画素がＲ画素の場合には、その画素値（Ｒ’）は補正されず（Ｒ’＝Ｒ”）、補正対象画素がＧ画素又はＢ画素の場合には、その画素値（Ｇ’、Ｂ’）は、その画素の周囲のＲ画素の画素値（Ｒ”）と一致する画素値（Ｇ”、Ｂ”）に補正する。
【００８９】
このように白とび部の画素の画素値を補正することにより、その後、露出補正部２４０によって減感処理の段数を徐々に増加しても、白とび部に色が付かないようにすることができるとともに、減感補正可能な幅（段数）を増加させることができる。
【００９０】
図８（Ａ）はタングステン電球の光源に対応するホワイトバランス補正がされたＲ、Ｇ、Ｂデータを示し、図８（Ｂ）はそのＲ、Ｇ、Ｂデータを画素値補正部２３０によって補正した場合に関して示している。
【００９１】
タングステン電球の光源に対応するゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgは、Ｂg＞Ｇg＞Ｒgの関係にあり、図８（Ａ）に示す例では、ホワイトバランス補正後のＲ、Ｇ、Ｂの画素値（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）は、Ｂ’＞Ｇ’＞Ｒ’となっている。
【００９２】
従って、この場合には、図８（Ｂ）に示すように補正対象画素がＢ画素の場合には、その画素値（Ｂ’）は補正されず（Ｂ’＝Ｂ”）、補正対象画素がＲ画素又はＧ画素の場合には、その画素値（Ｒ’、Ｇ’）は、その画素の周囲のＢ画素の画素値（Ｂ”）と一致する画素値（Ｒ”、Ｇ”）に補正する。
【００９３】
［第２の実施の形態］
次に、白とび部の減感処理時に色付きを防止する本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００９４】
＜補間最大値決定＞
画素値補正部２３０の画素補間部２３４（図４）は、以下に示す補間最大値を決定する。
【００９５】
図９は補間最大値の決定方法を示すフローチャートである。
【００９６】
まず、白とび画素フラグがＯＮの画素（補正対象画素）が、一番色、二番色及び三番色の画素のうちのいずれの画素に該当するかを判別する（ステップＳ２０、ステップＳ２２）。
【００９７】
ここで、一番色、二番色及び三番色の画素とは、ＷＢ補正部２２０で使用されたゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgのうちの一番大きなゲイン値が乗算された色の画素を一番色の画素といい、二番目に大きなゲイン値が乗算された色の画素を二番色の画素といい、三番に大きなゲイン値（最も小さいゲイン値）が乗算された色の画素を三番色の画素という。
【００９８】
そして、補正対象画素が一番色の画素の場合には、その画素の画素値に対する補間最大値は、その入力した画素値（入力値）とする（ステップＳ２４）。
【００９９】
補正対象画素が二番色の画素の場合には、補正対象画素に隣接する一番色の画素の画素値から参照する画素値を取得する（ステップＳ２６）。
【０１００】
図１０は図２に示したＣＣＤ２４の要部を示している。いま、図１０（Ａ）に示すように補正対象画素がＢの画素であり、これに隣接する他の色（Ｒ）の画素を参照画素としてその画素値を求める場合には、Ｂ画素の周囲の４つのＲ画素の画素値の平均値を求め、これを参照する画素値とする。
【０１０１】
同様に、図１０（Ｂ）に示すように補正対象画素がＧの画素であり、これに隣接する他の色（Ｒ，Ｂ）の画素を参照画素としてその画素値を求める場合には、Ｇ画素の周囲の２つのＲ画素の画素値の平均値、２つのＢ画素の画素値の平均値を求め、これらの平均値を参照する画素値とする。
【０１０２】
次に、ステップＳ２６で求めた参照画素の画素値と、一番色と二番色の画素に対するゲイン値とに基づいて、二番色の画素の補間最大値を算出する（ステップＳ２８）。
【０１０３】
例えば、一番色（Ｒ）の画素値Ｒを参照して求めた画素値をＲave、ホワイトバランス補正時に適用された一番色（Ｒ）のゲイン値Ｒgと二番色（Ｂ）のゲイン値Ｂgとの比率を（Ｒg／Ｂg）とすると、二番色のＢ画素の補間最大値Ｂ”は、次式により算出する。
【０１０４】
［数１］
Ｂ”＝Ｒave＊（Ｒg／Ｂg）
また、補正対象画素が三番色の画素の場合には、補正対象画素に隣接する一番色の画素と二番色の画素の画素値から参照する画素値を取得する（ステップＳ３０）。例えば、三番色がＧ画素で、一番色がＲ画素、二番色がＢ画素の場合には、上記と同様に補正対象画素の周囲の一番色の画素と二番色の画素の画素値からそれぞれ参照する画素値Ｒave、Ｂaveを求める。
【０１０５】
次に、ステップＳ３０で求めた一番色及び二番色の参照する画素値と、ホワイトバランス補正時に適用されたゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgとに基づいて、三番色の画素の補間最大値を算出する（ステップＳ３２）。
【０１０６】
例えば、一番色（Ｒ）の画素値Ｒを参照して求めた画素値をＲave、二番色（Ｂ）の画素値Ｂを参照して求めた画素値をＢave、ホワイトバランス補正時に適用された一番色（Ｒ）のゲイン値Ｒgと二番色（Ｂ）のゲイン値Ｂgとの比率を（Ｒg／Ｂg）、二番色（Ｂ）のゲイン値Ｂgと三番色（Ｇ）のゲイン値Ｇgとの比率を（Ｂg／Ｒg）とすると、三番色のＧ画素の補間最大値Ｇ”は、次式により算出する。
【０１０７】
［数２］
Ｇ”＝α＊Ｇtmp1＋β＊Ｇtmp2
但し、Ｇtmp1＝Ｒave＊（Ｒg／Ｂg）
Ｇtmp2＝Ｂave＊（Ｂg／Ｇg）
α＋β＝1.0
尚、本例では、参照する画素値を、補正対象画素の周囲の同一色の複数の画素の画素値を平均した値としたが、これに限らず、複数の画素の画素値のうちの最大値を参照画素値としてもよい。また、上記のようにして二番色、三番色の補正対象画素に対して求めた補間最大値が、その補正対象画素の画素値以下となる場合には、その補正対象画素は、補正対象画素から除外される。
【０１０８】
＜補間値調整処理＞
画素値補正部２３０の補間値調整部２３６（図４）は、補正対象画素の画素値、補間最大値等に基づいて以下に示す補間値を算出し、補正対象画素の画素値の代わりにその算出した補間値を露出補正部２４０に出力する。
【０１０９】
図１１は補間値調整部２３６での処理方法を示すフローチャートである。
【０１１０】
まず、補正対象画素の画素値と、その補正対象画素に対して求めた補間最大値（図９）との混合比率を算出する（ステップＳ４０）。
【０１１１】
図１２に示すように補正対象画素の画素値（入力値）をＩ、出力最大値（境界値）をＢ、出力最大値に対してホワイトバランス補正を実行したときに得られる値（入力最大値）をＷとすると、前記混合比率ＥxＲatioは、次式、
［数３］
ＥxＲatio（0.0〜1.0）＝｛（Ｉ−Ｂ）／（Ｗ−Ｂ）｝2
により算出する。
【０１１２】
次に、補正対象画素に対して求めた補間最大値（図９参照）をＭとすると、補正対象画素の画素値（入力値Ｉ）と、前記［数３］式で求めた混合比率ＥxＲatioとに基づいて、
補間値OutValueは、次式により算出する（ステップＳ４２）。
【０１１３】
［数４］
補間値OutValue＝Ｉ＊（１−ＥxＲatio）＋Ｍ＊ＥxＲatio
上記［数３］式、及び［数４］式からも明らかなように、混合比率ＥxＲatioは、入力値Ｉが大きいほど（出力最大値Ｗに近づくほど）１に近づき、補間値OutValueは、補間最大値Ｍに近づく。
【０１１４】
このように、補正対象画素の画素値に応じて補間値を調整することにより、減感処理時時に不要な階調とびを避け、自然な発色を得ることができる。
【０１１５】
図１３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ上記のような補間値による調整しない場合の画像と補間値による調整した場合の画像を示している。
【０１１６】
図１３（Ａ）に示す画像は、白とびした空などの部分のグラデーションに階調とび（段差）が発生するが、図１３（Ｂ）に示す画像は、グラデーションが微妙に変化する画像になる。
【０１１７】
尚、補間最大値は、［数１］式及び［数２］式によって求める場合に限らず、例えば、一番色の入力値に一致させるようにしてもよい。また、混合比率ＥxＲatioは、補正対象画素の画素値に応じて補間値が調整可能なものであればよく、［数３］式に示したものに限定されない。
【０１１８】
［第３の実施の形態］
図１４は本発明に係る画像処理方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。
【０１１９】
現在、ＷＢ補正部２２０（図４）に設定されているゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂgのうちの一番色となる画素のゲイン値MaxGainを取得する（ステップＳ５０）。
【０１２０】
例えば、太陽光に対応するゲイン値太陽光に対応するゲイン値Ｒg、Ｇg、Ｂg（Ｒg＞Ｂg＞Ｇg）によってホワイトバランス補正がされている場合には、ゲイン値Ｇgを、MaxGainにセットする。
【０１２１】
次に、情報復元可能な最大の露出補正値をMaxＥＶとすると、露出補正値MaxＥＶを、前記MaxGainに基づいて次式により算出する（ステップＳ５２）。
【０１２２】
［数５］
MaxＥＶ＝ＬＯＧ2（１／MaxGain）
そして、前記算出した情報復元可能な最大の露出補正値MaxＥＶと、現在設定されている露出補正値との関係を、パソコン１００のモニタ装置１２０に視認可能に表示させる（ステップＳ５４）。
【０１２３】
図１５は露出補正をマニュアル設定するときにモニタ装置１２０に表示される操作画面の一例を示している。
【０１２４】
図１５に示す例では、−３ＥＶまでアンダーに補正（減感処理）できる構成の場合において、±０〜−３ＥＶの長さの棒ブラフ１４０上で、［数５］式で求めた露出補正値MaxＥＶに基づいて情報復元可能な露出範囲を白色で表示し、露出補正値MaxＥＶから−３ＥＶまでの範囲をグレー色で表示している。
【０１２５】
グレー色の範囲内で露出補正値が設定されると、情報は復元されず、白とび部の輝度値がグレー色に変化することを示している。また、０ＥＶよりもプラス方向の範囲での露出補正では、輝度値が増加し情報が復元されることはないので、何も表示していない。
【０１２６】
一方、現在設定されている露出補正値は、数値（−1.3）で表示されている。尚、棒グラフ１４０上に目盛りや現在の露出補正値を示す指標を付けると、より情報復元可能な露出範囲と現在の露出補正値との対応関係を分かりやすく表示することができる。
【０１２７】
操作者は、アップ／ダウンボタン１４２や、スライドつまみ１４４を操作することによって、露出補正値を適宜の値にセットすることができるが、このとき上記情報復元可能な露出範囲（棒グラフ１４０の白色の範囲）を確認しながら操作することができ、操作性が向上する。
【０１２８】
［第４の実施の形態］
図１６は本発明に係る画像処理方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。
【０１２９】
ＲＡＷデータでＲＡＷ現像する場合に、ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）をアップして現像するか、通常現像するかを選択できるようにする。
【０１３０】
ステップＳ６０では、Ｄレンジをアップする現像が選択されているか否かを判別し、選択されている場合には、ステップＳ６２に遷移し、選択されていない場合にはステップＳ６８に遷移する。
【０１３１】
ステップＳ６２では、前述した白とび画素の画素値を補間値に補正する処理が行われる。続いて、ステップＳ６４では、情報復元可能な最大の露出補正値MaxＥＶを求め（［数５］式参照）、この露出補正値MaxＥＶによって減感処理時を行う。
【０１３２】
図１７（Ａ）は、ホワイトバランス補正されたＲＡＷデータの情報量と画素値との関係を示している。上記ステップＳ６４での減感処理時により、図１７（Ｂ）に示すように色再現可能な範囲（出力最大値以内）に、ホワイトバランス補正されたＲＡＷデータの全情報量を入れることができるが、減感処理しているため、暗い画像になっている。
【０１３３】
ステップＳ６６では、ガンマ補正部２５０（図４参照）に通常露光時のガンマカーブ（γ１カーブ）とは異なるγ２カーブをセットし、このγ２カーブによるガンマ補正を行わせる。
【０１３４】
γ２カーブは、減感処理されて暗くなっている画像を明るくする階調補正特性を有し、γ２カーブがセットされたガンマ補正部２５０は、図１７（Ｃ）に示すように通常のガンマ補正よりも中間調が大きくなるように階調補正するとともに、高輝度部分を圧縮するように階調補正する。これにより、Ｄレンジがアップされ、通常露光では使用されない高輝度部分の情報を復元することができるとともに、適正な明るさの画像を得ることができる。
【０１３５】
尚、γ２カーブは、最大の露出補正値MaxＥＶに応じて何種類か準備しておき、最大の露出補正値MaxＥＶに応じて最適なγ２カードを選択することが好ましい。
【０１３６】
一方、ステップＳ６０において、Ｄレンジアップの現像が選択されていない（通常現像が選択されている）と判別されると、通常現像のγ１カーブをガンマ補正部２５０にセットし、このγ１カーブによるガンマ補正を行わせる（ステップＳ６８）。
【０１３７】
この場合、図１７（Ａ）に示した色再現可能な範囲を越える画素の情報は、白とび部となり、その情報は失われる。
【０１３８】
尚、この実施の形態では、パソコン１００にインストールされた画像処理プログラムにより、ＲＡＷファイルのデータをソフトウエアでＲＡＷ現像する際の画像処理方法について説明したが、この画像処理方法は、カメラ１のデジタル信号処理部３０でＲＡＷファイルのデータをハードウェアでＲＡＷ現像する場合にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】図１は本発明に係る撮像装置（カメラ）の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２はＣＣＤ撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る画像処理装置としての機能を備えたパソコンのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明に係る画像処理プログラムでの処理内容を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は図４に示した白とび画素検出部の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】図６はＲＡＷデータのホワイトバランス補正を行った結果、白とびした画素の一例を示す図である。
【図７】図７は本発明による補正対象画素の画素値の補正を説明するために用いた図である。
【図８】図８は本発明による補正対象画素の画素値の補正を説明するために用いた図である。
【図９】図９は補間最大値の決定方法を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は補正対象画素に対する参照画素を説明するために用いた図である。
【図１１】図１１は図４に示した補間値調整部での処理方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は補間値を算出する際の混合比率を説明するために用いた図である。
【図１３】図１３は補正対象画素の画素値を補間値に補正することによって再現される画像を説明するために用いた図である。
【図１４】図１４は本発明に係る画像処理方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は露出補正をマニュアル設定するときにモニタ装置に表示される操作画面の一例を示す図である。
【図１６】図１６は本発明に係る画像処理方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１７】図７は広ダイナミックレンジのＲＡＷ現像を説明するために用いた図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１…撮像装置（カメラ）、２０…撮像部、３０…デジタル信号処理部、１００…パソコン、１１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、１１２…主メモリ、１１４…ハードディスク装置、１２０…モニタ装置、２００…画像処理部、２２０…ホワイトバランス（ＷＢ）補正部、２３０…画素値補正部、２３２…白とび画素検出部、２３４…画素補間部、２３６…補間値調整部、２４０…露出補正部、２５０…ガンマ補正部、１４０…棒グラフ
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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