(57)【要約】【課題】輪郭補正処理における補正の度合いを示す補正係数を容易に定めることのできる撮像装置及び輪郭補正方法を得る。【解決手段】ＣＣＤ１８によって被写体を高感度で撮像して被写体像を示す高感度データを取得すると共に、上記被写体を低感度で撮像して上記被写体像を示す低感度データを取得し、高感度側γ処理回路７６により高感度データに対してガンマ補正処理を行うと共に低感度側γ処理回路７８により低感度データに対してガンマ補正処理を行い、合成処理回路８０によりガンマ補正処理後の高感度データと低感度データとを合成して合成データを生成し、輪郭補正回路４７によって輪郭補正の度合いを示す予め設定されたゲインを用いて上記合成データにより示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うに際し、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理に基づいて上記ゲインを設定する。【選択図】        図１
2004215063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、前記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して前記被写体像を示す第２画像信号を取得する撮像素子と、
前記第１画像信号に対してガンマ補正処理を行う第１ガンマ補正手段と、
前記第２画像信号に対してガンマ補正処理を行う第２ガンマ補正手段と、
ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第２画像信号とを合成して合成信号を生成する合成手段と、
輪郭補正の度合いを示す予め設定された補正係数を用いて前記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行う輪郭補正手段と、
前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて前記補正係数を設定する設定手段と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記被写体像のそれぞれの画素に対して、前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの前記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき前記補正係数を設定する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理前の前記第１画像信号に対して、前記第１の感度に対する前記第２の感度の割合を乗算して第３画像信号を出力する乗算手段と、
前記第３画像信号に対して前記第２ガンマ補正手段と同様のガンマ補正処理を行う第３ガンマ補正手段と、
ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第３画像信号とを前記合成手段と同様に合成して第２合成信号を生成する第２合成手段と、
を更に備え、
前記設定手段は、前記被写体像のそれぞれの画素に対して、前記第２合成信号に作用された前記第１ガンマ補正手段及び前記第３ガンマ補正手段の各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの前記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき前記補正係数を設定する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記画素の信号レベル又は前記補正係数が予め定められた閾値より大きな場合、前記補正係数を予め定められた値に置き換える
請求項２又は請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、前記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して前記被写体像を示す第２画像信号を取得する撮像素子と、前記第１画像信号に対してガンマ補正処理を行う第１ガンマ補正手段と、前記第２画像信号に対してガンマ補正処理を行う第２ガンマ補正手段と、ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第２画像信号とを合成して合成信号を生成する合成手段と、を備えた撮像装置の輪郭補正方法であって、
前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて輪郭補正の度合いを示す補正係数を設定し、
前記補正係数を用いて前記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行う
輪郭補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及び輪郭補正方法に係り、特に、感度の異なる画像信号を取得することができる撮像素子を備えると共に、当該撮像素子による撮像によって得られた画像に対して輪郭補正を行うことのできる撮像装置と、当該撮像装置における輪郭補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、与えられた画像に対して輪郭補正を行う場合、当該画像に対してガンマ補正を行い、その後に輪郭補正を行うか、又は与えられた画像に対して輪郭補正を行い、その後にガンマ補正を行っていた。このような方法では、与えられた画像の信号レベルの低い領域でのゲインが大きく、画像の暗部でのノイズが大きく目立ってしまう、という問題点があった。また、画像の輝度に対して一様にゲインをかけているため、画像の明るい部分での輪郭補正の効果が劣化していた。
【０００３】
このような問題点を解決するために、従来、ガンマ補正回路の前段より取り出した映像信号に基づき輪郭補正信号を発生し、当該輪郭補正信号をガンマ補正回路でガンマ補正された映像信号に重畳して輪郭補償を行う技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、映像入力信号に輪郭補正処理を行う輪郭補正手段と、映像入力信号にガンマ補正処理を行うガンマ補正手段と、輪郭補正手段とガンマ補正手段からの映像出力信号を互いに加算する加算手段と、を備える技術もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−９２０８３号公報
【特許文献２】
特開昭６３−２０９３７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の技術では、ガンマ補正後の画像に基づいて輪郭補正信号を発生しているため、画像の暗部でのノイズが大きく目立ってしまう、という問題点があった。また、後者の技術では、画像の明部で過度のエッジ強調がかかってしまう、という問題点があった。
【０００７】
そこで、これらの問題点を解決するために、本発明の出願人による特願２００２−４４０４４では、ガンマ補正処理に基づく補正係数を生成し、当該補正係数をガンマ補正処理後の画像から抽出された輪郭部の画像データに乗算した後、当該画像データを上記ガンマ補正処理後の画像の画像データに加算することにより輪郭補正を行う技術が提案されている。
【０００８】
この技術では、上記補正係数として処理対象とする画像の画素毎に上記ガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の微分係数の逆数を適用すると共に、当該補正係数の上限値を制限するリミッタを設けており、これによって画像の暗部におけるノイズの発生を抑制すると共に、画像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【０００９】
一方、近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージ・センサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルカメラの需要が急増している。
【００１０】
ところで、現在広く普及しているデジタルカメラ等の撮像装置における撮像素子のダイナミックレンジは、写真フィルムに比べると一般的に狭い。このため、高輝度の被写体を撮影する場合には、受光量がダイナミックレンジを超え、撮像素子の出力信号が飽和してしまい、被写体の情報が欠落してしまう場合があった。
【００１１】
このような問題点を解決するため、従来、撮影により得られた高感度の画像信号と低感度の画像信号とを合成することにより、ダイナミックレンジの拡大を図る技術があった（特開２０００−３０７９６３参照。）。この技術では、マスクを用いて、１つの画像中で部分毎に高感度の画像を低感度の画像に置き換えて合成画像を生成している。
【００１２】
しかしながら、この技術では、画像の各画素について着目すると、高感度の画像信号と低感度の画像信号の何れか一方のみを用いているので、必ずしもダイナミックレンジを有効に拡大できるとは限らない、という問題点があった。
【００１３】
そこで、この問題点を解決するために、画像の各画素毎に高感度の画像信号と低感度の画像信号とを合成して用いる技術が考えられる。
【００１４】
そして、この技術に対し、上述した特願２００２−４４０４４における輪郭補正技術を適用する技術、すなわち、高感度の画像信号と低感度の画像信号とを画素毎に合成し、これによって得られた画像信号（合成信号）に対して当該輪郭補正技術を適用する技術も考えられる。これにより、合成信号により示される画像の暗部におけるノイズの発生を抑制すると共に、画像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【００１５】
しかしながら、この技術では、高感度の画像信号と低感度の画像信号の各々に対して個別にガンマ補正処理を施した後に各画像信号を合成すると共に、これにより得られた合成信号に基づいて得られる補正係数（ガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の微分係数の逆数）を用いて輪郭補正を行う場合、ガンマ補正処理が２系統存在するため、上記補正係数を容易に定めることができない、という問題点があった。
【００１６】
すなわち、この場合、合成信号は、高感度の画像信号と、当該画像信号よりＳ／Ｎ比（信号対雑音比、Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が悪くノイズが発生しやすい低感度の画像信号と、に対して各々個別に予め定められたガンマ特性によりガンマ補正処理を施した後に各画像信号を合成することによって得ることになり、このような合成信号に対する補正係数を定めることは容易ではない。
【００１７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、輪郭補正処理における補正の度合いを示す補正係数を容易に定めることのできる撮像装置及び輪郭補正方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の撮像装置は、被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、前記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して前記被写体像を示す第２画像信号を取得する撮像素子と、前記第１画像信号に対してガンマ補正処理を行う第１ガンマ補正手段と、前記第２画像信号に対してガンマ補正処理を行う第２ガンマ補正手段と、ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第２画像信号とを合成して合成信号を生成する合成手段と、輪郭補正の度合いを示す予め設定された補正係数を用いて前記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行う輪郭補正手段と、前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて前記補正係数を設定する設定手段と、を備えている。
【００１９】
請求項１に記載の撮像装置によれば、撮像素子により、被写体が第１の感度で撮像されて被写体像を示す第１画像信号が取得されると共に、上記被写体が第１の感度より低い第２の感度で撮像されて上記被写体像を示す第２画像信号が取得され、第１ガンマ補正手段によって第１画像信号に対してガンマ補正処理が行われると共に、第２ガンマ補正手段によって第２画像信号に対してガンマ補正処理が行われ、合成手段によってガンマ補正処理後の第１画像信号とガンマ補正処理後の第２画像信号とが合成されて合成信号が生成される。この合成によって、撮像素子のダイナミックレンジを拡大することができる。
【００２０】
なお、上記合成手段により合成される第１画像信号及び第２画像信号は、アナログ信号でもデジタル信号でもよい。また、上記撮像素子には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージ・センサ等の固体撮像素子を含めることができる。
【００２１】
また、本発明では、輪郭補正手段により、輪郭補正の度合いを示す予め設定された補正係数が用いられて上記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理が行われる。
【００２２】
ここで、本発明では、設定手段により、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて上記補正係数が設定される。
【００２３】
すなわち、本発明では、高感度の画像信号と低感度の画像信号の各々に対して個別にガンマ補正処理を施した後に各画像信号を合成して合成信号を生成しており、この場合、ガンマ補正処理が２系統存在するため、上記補正係数を容易に定めることができないことは前述の通りである。
【００２４】
そこで、本発明では、上記補正係数を合成信号に基づいて得るのではなく、合成前の画像信号であると共に、結果的に得られる合成信号の支配的な信号である高感度側の第１画像信号に対してガンマ補正処理を行う第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて上記補正係数を得るようにしている。これによって、合成信号に基づいて得る場合に比較して、容易に補正係数を得ることができるようになる。
【００２５】
このように、請求項１に記載の撮像装置によれば、撮像素子によって被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、上記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して上記被写体像を示す第２画像信号を取得し、第１ガンマ補正手段により第１画像信号に対してガンマ補正処理を行うと共に第２ガンマ補正手段により第２画像信号に対してガンマ補正処理を行い、合成手段によりガンマ補正処理後の第１画像信号と第２画像信号とを合成して合成信号を生成し、輪郭補正手段によって輪郭補正の度合いを示す予め設定された補正係数を用いて上記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うに際し、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて上記補正係数を設定しているので、当該補正係数を容易に定めることができる。
【００２６】
ところで、本発明の補正係数として処理対象とする画像の画素毎に上記ガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の微分係数の逆数を適用することにより画像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができることは前述の通りである。
【００２７】
そこで、請求項２記載の撮像装置は、請求項１に記載の発明において、前記設定手段は、前記被写体像のそれぞれの画素に対して、前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの前記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき前記補正係数を設定するものである。
【００２８】
請求項２に記載の撮像装置によれば、本発明の設定手段により、被写体像のそれぞれの画素に対して、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき本発明の補正係数が設定される。
【００２９】
このように、請求項２に記載の撮像装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、被写体像のそれぞれの画素に対して、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき本発明の補正係数を設定しているので、被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【００３０】
一方、請求項３記載の撮像装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理前の前記第１画像信号に対して、前記第１の感度に対する前記第２の感度の割合を乗算して第３画像信号を出力する乗算手段と、前記第３画像信号に対して前記第２ガンマ補正手段と同様のガンマ補正処理を行う第３ガンマ補正手段と、ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第３画像信号とを前記合成手段と同様に合成して第２合成信号を生成する第２合成手段と、を更に備え、前記設定手段は、前記被写体像のそれぞれの画素に対して、前記第２合成信号に作用された前記第１ガンマ補正手段及び前記第３ガンマ補正手段の各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの前記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき前記補正係数を設定するものである。
【００３１】
請求項３に記載の撮像装置によれば、乗算手段により、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理前の第１画像信号に対して、第１の感度に対する第２の感度の割合が乗算されて第３画像信号が出力される。すなわち、乗算手段では、低感度側の画像信号にノイズが発生しないものと仮定し、上記割合を高感度側の画像信号である第１画像信号に乗算することによって、当該低感度側の画像信号（第３画像信号）を導出している。
【００３２】
また、本発明では、第３ガンマ補正手段により、上記第３画像信号に対して前記第２ガンマ補正手段と同様のガンマ補正処理が行われ、第２合成手段により、ガンマ補正処理後の第１画像信号とガンマ補正処理後の第３画像信号とが本発明の合成手段と同様に合成されて第２合成信号が生成される。従って、ここで生成される第２合成信号は、低感度側である第２画像信号にノイズが発生しない場合に本発明の合成手段により生成される合成信号と同様のものとなる。
【００３３】
ここで、本発明では、設定手段により、被写体像のそれぞれの画素に対して、第２合成信号に作用された第１ガンマ補正手段及び第３ガンマ補正手段の各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき本発明の補正係数が設定される。
【００３４】
このように、請求項３に記載の撮像装置によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理前の第１画像信号に対し、第１の感度に対する第２の感度の割合を乗算して得られた第３画像信号に対して第２ガンマ補正手段と同様のガンマ補正処理を行い、ガンマ補正処理後の第１画像信号とガンマ補正処理後の第３画像信号とを合成手段と同様に合成して第２合成信号を生成し、被写体像のそれぞれの画素に対して、第２合成信号に作用された第１ガンマ補正手段及び第３ガンマ補正手段の各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき本発明の補正係数を設定しているので、被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【００３５】
ところで、本発明の補正係数の上限値を制限することにより、画像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができることは前述の通りである。
【００３６】
そこで、請求項４記載の撮像装置は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記設定手段は、前記画素の信号レベル又は前記補正係数が予め定められた閾値より大きな場合、前記補正係数を予め定められた値に置き換えるものである。
【００３７】
請求項４に記載の撮像装置によれば、設定手段により、上記画素の信号レベル又は本発明の補正係数が予め定められた閾値より大きな場合、当該補正係数が予め定められた値に置き換えられる。これによって、本発明の補正係数の上限値を制限することができる。
【００３８】
このように、請求項４に記載の撮像装置によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明と同様の効果を奏することができると共に、画素の信号レベル又は本発明の補正係数が予め定められた閾値より大きな場合、当該補正係数を予め定められた値に置き換えているので、当該補正係数の上限値を制限することができ、この結果として、被写体像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【００３９】
一方、上記目的を達成するために、請求項５記載の輪郭補正方法は、被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、前記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して前記被写体像を示す第２画像信号を取得する撮像素子と、前記第１画像信号に対してガンマ補正処理を行う第１ガンマ補正手段と、前記第２画像信号に対してガンマ補正処理を行う第２ガンマ補正手段と、ガンマ補正処理後の前記第１画像信号とガンマ補正処理後の前記第２画像信号とを合成して合成信号を生成する合成手段と、を備えた撮像装置の輪郭補正方法であって、前記第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて輪郭補正の度合いを示す補正係数を設定し、前記補正係数を用いて前記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うものである。
【００４０】
従って、請求項５に記載の輪郭補正方法によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明をデジタルカメラに適用した場合について説明する。
【００４２】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の構成を説明する。同図に示されるように、このデジタルカメラ１０には、光学レンズ１２と、光学レンズ１２を通過する光量を調整する絞り１４と、光の通過時間を調整するシャッタ１６と、光学レンズ１２、絞り１４及びシャッタ１６を通過した被写体像を示す入射光に基づき、被写体を高感度及び低感度のそれぞれの受光素子により撮像して被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色のカラーアナログ画像信号を出力するＣＣＤ１８と、が設けられている。
【００４３】
ＣＣＤ１８には、ＣＣＤ１８により入力された高感度及び低感度の信号に対して所定のアナログ信号処理を施すアナログ信号処理部２０と、アナログ信号処理部２０から入力された高感度及び低感度のアナログ信号をそれぞれデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という。）２２と、が順に接続されている。なお、Ａ／Ｄ変換器２２から出力された高感度のデジタルデータ（以下、「高感度データ」という。）が本発明の「第１画像信号」に相当するものであり、低感度のデジタルデータ（以下、「低感度データ」という。）が本発明の「第２画像信号」に相当するものである。
【００４４】
また、デジタルカメラ１０には、光学レンズ１２を駆動するための駆動部２４と、絞り１４を駆動するための駆動部２６と、シャッタ１６を駆動するための駆動部２８と、ＣＣＤ１８に対する撮影時のタイミング制御を行うＣＣＤ制御部３０と、シャッタスイッチ等の各種操作スイッチにより構成されたカメラ操作部８４と、が設けられている。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換器２２から出力された高感度データ及び低感度データ（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号のデジタルデータ）は、制御回路６０（詳細は後述）に入力されると共に、デジタル信号処理回路３４に入力される。
【００４６】
デジタル信号処理回路３４は、高感度データ側のホワイトバランスを調整する高感度側ＷＢ（ホワイトバランス）調整処理回路７２と、低感度データ側のホワイトバランスを調整する低感度側ＷＢ調整処理回路７４と、高感度側ＷＢ調整処理回路７２に接続されると共に高感度データ側のガンマ補正処理を行う高感度側γ処理回路７６と、低感度側ＷＢ調整処理回路７４に接続されると共に低感度データ側のガンマ補正処理を行う低感度側γ処理回路７８と、合成処理回路８０と、ＹＣ処理回路４９と、輪郭補正回路４７と、メモリ４８と、記録制御部５０と、表示制御部５２と、を含んで構成されている。
【００４７】
なお、ＣＣＤ１８が本発明の撮像素子に、高感度側γ処理回路７６が本発明の第１ガンマ補正手段に、低感度側γ処理回路７８が本発明の第２ガンマ補正手段に、合成処理回路８０が本発明の合成手段に、輪郭補正回路４７が本発明の輪郭補正手段に、各々相当する。
【００４８】
高感度側ＷＢ調整処理回路７２及び低感度側ＷＢ調整処理回路７４は、各々、入力されたＲ、Ｇ、Ｂの各画像データ（高感度データ又は低感度データ）の各々にゲインを乗算して増減するための３つの乗算器（図示省略）を含んで構成されており、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像データは、各乗算器にそれぞれ入力される。更に、乗算器には、ホワイトバランスを制御するためのゲイン値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが制御回路６０より入力され、乗算器の各々はこれら２入力を乗算する。この乗算によりホワイトバランスが調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’の各画像データは、高感度側γ処理回路７６又は低感度側γ処理回路７８に出力される。
【００４９】
高感度側γ処理回路７６及び低感度側γ処理回路７８は、入力されたホワイトバランスの調整されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’の各画像データが所定のガンマ特性となるように入出力特性を変更し、また、１０ビットの信号が８ビットの信号となるように変更して、合成処理回路８０に出力する。
【００５０】
合成処理回路８０は、入力されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’の高感度データ及び低感度データを色毎に次のように合成して合成データ（本発明の「合成信号」に相当。）として出力する。
【００５１】
すなわち、合成処理回路８０では、入力された高感度データ及び低感度データを、対数加算方式を用いて次の（１）式に示すように合成する。
【００５２】
【数１】
2004215063.tif 000003
【００５３】
ここで、ｔｈは、高感度データと低感度データが１対１の割合で加算される閾値である。また、ｈｉｇｈは高感度データの値であり、ｌｏｗは低感度データの値である。更に、ｐは、加算データ全体に対するゲイン（通常は０．８〜０．９程度の値。）であり、これによってダイナミックレンジの制御を行う。このゲインｐが小さいほどダイナミックレンジは広く、大きいほどダイナミックレンジは狭くなる。具体的には、コントラストの高いシーン（真夏の晴天等）では０．８、曇りや日陰では０．８６、室内蛍光灯下では０．９といったようにシーンに応じてこの値を変化させることにより、階調値を有効に使用することが可能となる。
【００５４】
図２には、ゲインｐによってダイナミックレンジが変化する様子が示されている。なお、ここで適用したゲインｐの範囲における最小値に対応するものが破線で示されたものであり、最大値に対応するものが２点鎖線で示されたものである。同図に示すように、この場合、ゲインｐの値を小さくするほどダイナミックレンジは広くなることになる。
【００５５】
ここで、上記（１）式について、次の（２）式に示されるように一般化して更に説明する。
【００５６】
【数２】
2004215063.tif 000004
【００５７】
上記（２）式におけるＭＩＮ（ｈｉｇｈ／ｔｈ，１）の部分における変化の様子を図３（Ａ）に示す。同図に示されるように、高感度データが閾値ｔｈとなったときに高感度データと低感度データが１対１で加算されることになる。
【００５８】
また、上記（２）式におけるＭＡＸ（−ｋ×ｈｉｇｈ／ｔｈ＋１，ｐ）の部分において係数ｋを０．２とした場合の変化の様子を図３（Ｂ）に示す。
【００５９】
なお、（２）式における係数ｋは、次の（３）式で示されるように、高感度信号の信号電荷飽和量Ｓｈと、低感度信号の信号電荷飽和量Ｓｌとによって定まる係数である。
【００６０】
【数３】
2004215063.tif 000005
【００６１】
例えば、高感度信号と低感度信号の信号電荷飽和量の比が４対１であった場合には、ｋ＝０．２（＝１−４／（４＋１））となる。
【００６２】
また、（２）式におけるｐは前述したように加算データ全体に対するゲインであり、可変の値であるが、この下限値ｐｍｉｎも、次の（４）式で示されるように、高感度信号と低感度信号の信号電荷飽和量の比によって定められる。
【００６３】
【数４】
2004215063.tif 000006
【００６４】
予め高感度データの最大値が入力されたときに最終出力が最大値となるような系となっている場合に、高感度データと低感度データの合成データを出力する場合には、ゲイン操作が必要となる。
【００６５】
つまり、高感度信号と低感度信号の飽和量分だけ信号が入力された場合に、出力値に対してｐｍｉｎ（＜１）分だけゲインをかけて、最終出力が最大値となるように変換をする必要がある。
【００６６】
例えば、高感度信号と低感度信号の信号電荷飽和量の比が４対１であった場合には、ｐｍｉｎ＝０．８（＝４／（４＋１））となる。
【００６７】
そして、コントラストが高いようなシーンではｐ＝ｐｍｉｎとすればよく、あまりコントラストの高くないようなシーンではｐをｐｍｉｎよりも大きな値に設定することにより、有効に出力階調を使用することができるようになる。
【００６８】
一方、ＹＣ処理回路４９（図１参照）は、合成処理回路８０から入力されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’の各合成データに対して全ての画素でＲ、Ｇ、Ｂ３面のデータが揃うように補間処理した後に、当該３面分のデータを用いて輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂを生成する。
【００６９】
また、輪郭補正回路４７は、ＹＣ処理回路４９から入力された輝度信号Ｙに対して、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理に基づいて設定された輪郭補正の度合いを示すゲイン（本発明の「補正係数」に相当。）を用いて輪郭補正処理を行い、メモリ４８に格納する。
【００７０】
なお、ＹＣ処理回路４９において生成されたクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂもメモリ４８に格納される。
【００７１】
また、記録制御部５０は、スマートメディアとして構成された記録メディア８０をデジタルカメラ１０に装着するための役割を有するものであり、合成処理回路８０により合成されて各種処理後にメモリ４８に格納された合成データ（輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ）を当該メモリ４８から読み出して記録メディア８０に記録する処理を行う。また、表示制御部５２は、メモリ４８に記憶された合成データを読み出し、当該合成データを用いた液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）８２への画像表示のための処理を行う。
【００７２】
上記構成に加え、デジタルカメラ１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６２と、ＲＯＭ６４と、ＲＡＭ６６と、を備えたマイクロ・コンピュータで構成された制御回路６０を備えている。
【００７３】
制御回路６０は、デジタルカメラ１０全体の動作を制御する。また、ＲＯＭ６４には、ＣＰＵ６２で実行される各種処理ルーチンのプログラムが記憶されている。
【００７４】
更に、デジタルカメラ１０は、被写体までの距離を検出する測距センサ３２を備えている。測距センサ３２で検出された被写体までの距離を示す信号は、制御回路６０に入力される。シャッタスイッチが半押しされると、制御回路６０により、測距センサ３２で得られた被写体までの距離に基づいてＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御される。
【００７５】
ここで、本実施の形態に係るＣＣＤ１８の構造について説明する。ＣＣＤ１８には、図４に示すようなハニカムＣＣＤを採用することができる。
【００７６】
このＣＣＤ１８の撮像部は、図４に示すように、１画素の１色について１つずつ割り当てられると共に、所定の配列ピッチ（水平配列ピッチ＝Ｐｈ（μｍ）、垂直配列ピッチ＝Ｐｖ（μｍ））で、かつ隣接する受光素子ＰＤ１が垂直方向及び水平方向にずらされて２次元配置された複数の受光素子ＰＤ１と、この受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰを迂回するように配置され、かつ受光素子ＰＤ１からの信号（電荷）を取り出して垂直方向に転送する垂直転送電極ＶＥＬと、垂直方向最下に位置する垂直転送電極ＶＥＬの垂直方向下側に配置され、垂直転送電極ＶＥＬから転送されてきた信号を外部へ転送する水平転送電極ＨＥＬと、を備えている。なお、同図に示す例では、開口部ＡＰを八角形のハニカム形状に形成している。
【００７７】
ここで、水平方向に直線状に並んで配置された複数の垂直転送電極ＶＥＬにより構成される垂直転送電極群には、各々垂直転送駆動信号Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８の何れか１つを同時に印加することができるように構成されている。なお、同図に示す例では、１段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ３が、２段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ４が、３段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ５が、４段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ６が、５段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ７が、６段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ８が、７段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ１が、８段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ２が、各々印加できるように構成されている。
【００７８】
一方、各受光素子ＰＤ１は隣接する１つの垂直転送電極ＶＥＬに対し転送ゲートＴＧを介して電気的に接続されるように構成されている。同図に示す例では、各受光素子ＰＤ１が右下に隣接する垂直転送電極ＶＥＬに転送ゲートＴＧを介して接続されるように構成されている。
【００７９】
なお、同図において‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは赤色の光を透過する色分離フィルタ（カラーフィルタ）で覆われており、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは緑色の光を透過する色分離フィルタで覆われており、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは青色の光を透過する色分離フィルタで覆われている。すなわち、‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤ１は赤色光を、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤ１は緑色光を、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤ１は青色光を、各々受光し、受光した光量に応じたアナログ信号を各々出力する。
【００８０】
ＣＣＤ１８は、更に、上述の受光素子ＰＤ１に比較して低感度な受光素子ＰＤ２を備えている。受光素子ＰＤ２は図４に示される如く、複数の受光素子ＰＤ１間に設けられている。この受光素子ＰＤ２も受光素子ＰＤ１と同様に、その前面に受光素子ＰＤ１の開口部より面積が小さい開口部ＡＰが形成され、隣接する１つの垂直転送電極ＶＥＬに対して転送ゲートＴＧにより電気的に接続されている。また、この受光素子ＰＤ２には、その前面に形成された開口部ＡＰに、受光素子ＰＤ１と同様にＲ、Ｇ、Ｂ何れかのカラーフィルタが装着されている。このように、受光素子ＰＤ２の受光面積を受光素子ＰＤ１の受光面積より小さくしているので、受光素子ＰＤ１に比較して低感度なＲ、Ｇ、Ｂ信号が得られる。
【００８１】
なお、受光素子ＰＤ２の転送ゲートＴＧが接続される電極は、隣接する受光素子ＰＤ１の転送ゲートＴＧが接続される電極とは異なるように設けられている。また、本実施の形態においては、先に受光素子ＰＤ１の電荷を読み出してから受光素子ＰＤ２の電荷を読み出すようにしている。
【００８２】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る輪郭補正回路４７の構成について説明する。同図に示すように、輪郭補正回路４７は、予め定められた高周波数帯域を通過させるバンド・パス・フィルタ（以下、「ＢＰＦ」という。）４７Ａと、乗算器４７Ｂと、乗算器４７Ｃと、加算器４７Ｄと、ＹＣ処理回路４７Ｊと、設定手段としての補正係数発生部４７Ｅ及びリミッタ４７Ｆと、を含んで構成されている。
【００８３】
ＢＰＦ４７Ａは、入力端がＹＣ処理回路４９の輝度信号Ｙを出力する出力端に接続されており、ＹＣ処理回路４９から出力された輝度信号Ｙから所定高周波帯域の成分を抽出して乗算器４７Ｂに出力する。例えば、ＹＣ処理回路４９から出力された輝度信号Ｙが図６（Ａ）に示すような状態である場合、ＢＰＦ４７Ａから乗算器４７Ｂに、図６（Ｂ）に示すような輝度信号Ｙのエッジの位置に対応するパルス（以下、「エッジ・パルス」という。）が出力される。すなわち、ＢＰＦ４７Ａは、輝度信号Ｙにより示される被写体像の輪郭を抽出する役割を有している。
【００８４】
乗算器４７Ｂでは、ＢＰＦ４７Ａから入力されたエッジ・パルスに対してリミッタ４７Ｆから入力された後述するゲインを乗算して、一方の入力端に予め定められたゲインが入力されている乗算器４７Ｃの他方の入力端に出力する。
【００８５】
ここで、乗算器４７Ｃの一方の入力端に入力されているゲインは、輪郭補正回路４７の全体のゲインを調整するためのものであり、乗算器４７Ｃでは、乗算器４７Ｂから入力されたエッジ・パルスに対して当該ゲインを乗算し、一方の入力端がＹＣ処理回路４９の輝度信号Ｙを出力する出力端に接続された加算器４７Ｄの他方の入力端に出力する。
【００８６】
従って、加算器４７Ｄでは、ＹＣ処理回路４９から出力された輝度信号Ｙに対して、乗算器４７Ｂ及び乗算器４７Ｃによって増幅されたエッジ・パルスが加算されて、一例として図６（Ｃ）に示すような、被写体像の輪郭が強調された状態の輝度信号Ｙが生成され、メモリ４８に記憶される。
【００８７】
すなわち、本実施の形態に係る輪郭補正回路４７は、ＹＣ処理回路４９によって生成された合成データの輝度信号Ｙに対して行う輪郭補正処理を、補正の度合いを示すゲインを用いて行うものとして構成されている。
【００８８】
一方、ＹＣ処理回路４７Ｊは、入力端が高感度側γ処理回路７６の出力端に接続されており、高感度側γ処理回路７６から入力された高感度データに対して全ての画素でＲ、Ｇ、Ｂ３面のデータが揃うように補間処理した後に、当該３面分のデータを用いて輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂを生成する。
【００８９】
また、補正係数発生部４７Ｅは、入力端がＹＣ処理回路４７Ｊの輝度信号Ｙを出力する出力端に接続されており、ＹＣ処理回路４７Ｊから入力された輝度信号Ｙにより示される被写体像のそれぞれの画素に対して、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数を乗算器４７Ｂで用いるゲイン（本発明の「補正係数」に相当。）としてリミッタ４７Ｆに出力する。
【００９０】
図７（Ａ）にはガンマ補正曲線の一例が示されている。同図に示されるガンマ補正曲線における微分係数の分布は図７（Ｂ）に示されるものとなり、当該微分係数の逆数の分布は図７（Ｃ）に示されるものとなる。すなわち、当該微分係数の逆数の分布は、上記ガンマ補正曲線の傾斜の度合いが大きいほど傾斜の度合いが小さなものとされる。
【００９１】
本実施の形態に係る補正係数発生部４７Ｅは、乗算器４７Ｂで用いるゲインとして、このようなガンマ補正曲線の微分係数の逆数を適用しているので、ガンマ補正処理に起因する被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態に係る補正係数発生部４７Ｅは、一例として図８に示されるような、ＹＣ処理回路４７Ｊから入力された画素毎の高感度データの輝度信号Ｙの値と、それに対応する高感度側γ処理回路７６のガンマ補正曲線の微分係数の逆数（乗算器４７Ｂで用いるゲイン）と、を関連付けたルック・アップ・テーブルＬＵＴとして構成されている。
【００９３】
リミッタ４７Ｆでは、対応する画素の高感度データの輝度信号Ｙの値が予め定められた閾値より大きな場合、補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力し、他の場合は補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインをそのまま乗算器４７Ｂに出力する。
【００９４】
すなわち、リミッタ４７Ｆは、対象とする画素の信号レベルが所定レベルより大きな場合に乗算器４７Ｂで用いるゲインを制限する役割を有しており、これによって被写体像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができるようにしている。
【００９５】
以下、このような構成のデジタルカメラ１０の撮影時における作用を説明する。
【００９６】
まず、光学レンズ１２、絞り１４、及びシャッタ１６を通過した被写体像を示す入射光は、ＣＣＤ１８の感度の異なる受光素子ＰＤ１及びＰＤ２の双方により受光され、被写体像を示すアナログ画像信号としてアナログ信号処理部２０に出力される。また、ユーザがデジタルカメラ１０にて被写体を撮影するためにカメラ操作部８４のシャッタスイッチを半押しすると、このとき測距センサ３２から入力された信号に基づいて被写体までの距離Ｔが導出され、駆動部２４の制御の下にＡＦ機能が働いて合焦制御される。
【００９７】
アナログ信号処理部２０は、ＣＣＤ１８から入力された高感度及び低感度の双方のアナログ画像信号に対して所定のアナログ信号処理を施す。これらのアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２２により各々高感度データ及び低感度データに変換される。Ａ／Ｄ変換器２２から出力された高感度データ及び低感度データは、デジタル信号処理回路３４及び制御回路６０に入力される。
【００９８】
制御回路６０では、Ａ／Ｄ変換器２２から入力された高感度データ及び低感度データに基づいて高感度データ及び低感度データの各々のホワイトバランスを制御するためのゲイン値Ｒｇ、Ｇｇ、Ｂｇが導出され、対応する高感度側ＷＢ調整処理回路７２及び低感度側ＷＢ調整処理回路７４に出力される。
【００９９】
一方、デジタル信号処理回路３４に入力された高感度データ及び低感度データは、高感度側ＷＢ調整処理回路７２及び低感度側ＷＢ調整処理回路７４により、制御回路６０から入力されたゲイン値を用いてホワイトバランス調整が行われ、更に高感度側γ処理回路７６及び低感度側γ処理回路７８によりそれぞれガンマ補正処理が行われて合成処理回路８０に出力される。そして、合成処理回路８０では、入力された高感度データ及び低感度データが対数加算方式を用いて前述のように合成され、これによって得られた合成データがＹＣ処理回路４９に出力される。
【０１００】
ＹＣ処理回路４９では、合成処理回路８０から入力された合成データに基づいて、前述したように輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂが生成され、当該輝度信号Ｙは輪郭補正回路４７に出力され、クロマ信号Ｃｒ、Ｃｂはメモリ４８の所定領域に記憶される。
【０１０１】
そして、輪郭補正回路４７では、前述のように、ＢＰＦ４７ＡにおいてＹＣ処理回路４９から出力された輝度信号Ｙから所定高周波帯域の成分（エッジ・パルス）が抽出されて乗算器４７Ｂに出力され、乗算器４７Ｂにおいて、ＢＰＦ４７Ａから入力されたエッジ・パルスに対してリミッタ４７Ｆから出力されたゲインが乗算されて乗算器４７Ｃに出力される。
【０１０２】
そして、乗算器４７Ｃでは、乗算器４７Ｂから入力されたエッジ・パルスに対して所定のゲインが乗算されて加算器４７Ｄに出力され、加算器４７Ｄにおいて、当該エッジ・パルスがＹＣ処理回路４９から出力された輝度信号Ｙに対して加算されることにより被写体像の輪郭が強調された状態の輝度信号Ｙが生成され、メモリ４８に格納される。
【０１０３】
一方、ＹＣ処理回路４７Ｊでは、高感度側γ処理回路７６から入力された高感度データに基づいて輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂが前述したように生成され、このうちの輝度信号Ｙが補正係数発生部４７Ｅに出力される。
【０１０４】
そして、補正係数発生部４７Ｅでは、ＹＣ処理回路４７Ｊから入力された高感度データの輝度信号Ｙにより示される被写体像のそれぞれの画素に対して、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数が乗算器４７Ｂで用いるゲインとしてリミッタ４７Ｆに出力される。
【０１０５】
そして、リミッタ４７Ｆでは、対応する画素の高感度データの輝度信号Ｙの値が予め定められた閾値より大きな場合、補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインが予め定められた値に置き換えられて乗算器４７Ｂに出力され、他の場合は補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインがそのまま乗算器４７Ｂに出力される。
【０１０６】
従って、乗算器４７Ｂでは、当該ゲインがＢＰＦ４７Ａから入力されたエッジ・パルスに対して乗算されることになり、この結果として合成データにより示される被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制すると共に、明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【０１０７】
一方、表示制御部５２は、メモリ４８に記憶された各種処理後の合成データ（輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ）を用いたＬＣＤ８２への画像表示のための処理を実行する。また、記録制御部５０は、カメラ操作部８４のシャッタスイッチが全押しされたときに制御回路６０から入力された指示信号に応じて、メモリ４８に記憶された合成データの記録メディア８０への記録を行う。これによって撮影がなされる。
【０１０８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、ＣＣＤ１８によって被写体を高感度で撮像して被写体像を示す高感度データを取得すると共に、上記被写体を低感度で撮像して上記被写体像を示す低感度データを取得し、高感度側γ処理回路７６により高感度データに対してガンマ補正処理を行うと共に低感度側γ処理回路７８により低感度データに対してガンマ補正処理を行い、合成処理回路８０によりガンマ補正処理後の高感度データと低感度データとを合成して合成データを生成し、輪郭補正回路４７によって輪郭補正の度合いを示す予め設定されたゲインを用いて上記合成データにより示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うに際し、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理に基づいて上記ゲインを設定しているので、当該ゲインを容易に定めることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、被写体像のそれぞれの画素に対して、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき上記ゲインを設定しているので、被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【０１１０】
更に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、画素の信号レベルが予め定められた閾値より大きな場合、上記ゲインを予め定められた値に置き換えているので、当該ゲインの上限値を制限することができ、この結果として、被写体像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、ＹＣ処理回路４７Ｊ及び補正係数発生部４７Ｅにおいて、高感度側γ処理回路７６から出力された高感度データを入力として乗算器４７Ｂで用いるゲインを出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、高感度側ＷＢ調整処理回路７２から出力された高感度データを入力として当該ゲインを出力する形態とすることもできる。
【０１１２】
この場合、高感度側ＷＢ調整処理回路７２から入力された高感度データの輝度信号Ｙにより示される被写体像のそれぞれの画素に対して、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理におけるガンマ補正曲線の、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数を乗算器４７Ｂで用いるゲインとしてリミッタ４７Ｆに出力することになる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１１３】
また、本実施の形態では、リミッタ４７Ｆにおいて、対応する画素の高感度データの輝度信号Ｙの値が予め定められた閾値より大きな場合、補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、補正係数発生部４７Ｅから入力されたゲインが予め定められた閾値より大きな場合、当該ゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１１４】
〔第２実施形態〕
本第２実施形態では、高感度データと、高感度信号及び低感度信号の感度比とに基づいて低感度データを演算により導出し、当該低感度データ及び高感度データの合成データに基づいて輪郭補正の度合いを示すゲイン（補正係数）を設定する場合の形態、すなわち、請求項３に係る発明の実施の形態について説明する。
【０１１５】
まず、図９を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０Ｂの構成を説明する。なお、図９における図１と同一の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１１６】
図９に示されるように、本第２実施形態に係るデジタルカメラ１０Ｂは、輪郭補正回路４７に代えて、高感度側ＷＢ調整処理回路７２の出力端及び高感度側γ処理回路７６に接続された輪郭補正回路４７’が設けられている点のみが、上記第１実施形態に係るデジタルカメラ１０と異なっている。
【０１１７】
以下、図１０を参照して、本第２実施形態に係る輪郭補正回路４７’の構成について説明する。なお、図１０における図５と同一の構成要素については図５と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１１８】
本第２実施形態に係る輪郭補正回路４７’は、入力されたデータに対してＣＣＤ１８の高感度信号と低感度信号の感度比を乗算する演算器４７Ｇと、低感度側γ処理回路７８と同一の構成とされた低感度側γ処理回路４７Ｈと、合成処理回路８０と同一の構成とされた合成処理回路４７Ｉと、が新たに設けられている点と、補正係数発生部４７Ｅに代えて補正係数発生部４７Ｅ’が設けられている点が、上記第１実施形態に係る輪郭補正回路４７と異なっている。
【０１１９】
演算器４７Ｇの入力端は高感度側ＷＢ調整処理回路７２の出力端に接続されており、演算器４７Ｇは高感度側ＷＢ調整処理回路７２から入力された高感度データに対して上記感度比を乗算して低感度側γ処理回路４７Ｈに出力する。
【０１２０】
ここで、上記感度比は、低感度信号の感度を高感度信号の感度で除算することによって得るものとされている。すなわち、演算器４７Ｇでは、低感度データにノイズが発生しないものと仮定し、上記感度比を高感度側ＷＢ調整処理回路７２から入力された高感度データに乗算することによって当該低感度データを導出している。
【０１２１】
低感度側γ処理回路４７Ｈでは、演算器４７Ｇから入力された低感度データに対して低感度側γ処理回路７８と同様にガンマ補正処理を行って、一方の入力端に高感度側γ処理回路７６の出力端が接続された合成処理回路４７Ｉの他方の入力端に出力する。
【０１２２】
従って、合成処理回路４７Ｉでは、低感度側γ処理回路４７Ｈから入力された低感度データと高感度側γ処理回路７６から入力された高感度データとを、合成処理回路８０と同様の手法で合成し、合成データとしてＹＣ処理回路４７Ｊに出力する。従って、ＹＣ処理回路４７Ｊでは、合成処理回路４７Ｉから入力された合成データに対して全ての画素でＲ、Ｇ、Ｂ３面のデータが揃うように補間処理した後に、当該３面分のデータを用いて輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂを生成し、これらのうちの輝度信号Ｙを補正係数発生部４７Ｅ’に出力することになる。
【０１２３】
一方、本第２実施形態に係る補正係数発生部４７Ｅ’は、ＹＣ処理回路４７Ｊから入力された合成データの輝度信号Ｙにより示される被写体像のそれぞれの画素に対して、当該合成データに作用された高感度側γ処理回路７６及び低感度側γ処理回路４７Ｈの各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数を乗算器４７Ｂで用いるゲイン（本発明の「補正係数」に相当。）としてリミッタ４７Ｆに出力する。
【０１２４】
ここで、上記微分係数の逆数の分布は、上記各ガンマ補正曲線の組み合わせにおける傾斜の度合いが大きいほど傾斜の度合いが小さなものとされる。
【０１２５】
従って、本第２実施形態に係る補正係数発生部４７Ｅ’も、乗算器４７Ｂで用いるゲインとして、このようなガンマ補正曲線の微分係数の逆数を適用しているので、ガンマ補正処理に起因する被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態に係る補正係数発生部４７Ｅ’も、上記第１実施形態に係る補正係数発生部４７Ｅと同様に、ＹＣ処理回路４７Ｊから入力された画素毎の輝度信号Ｙの値と、それに対応する上記微分係数の逆数（乗算器４７Ｂで用いるゲイン）と、を関連付けたルック・アップ・テーブルＬＵＴとして構成されている。
【０１２７】
一方、リミッタ４７Ｆでは、対応する画素の合成データの輝度信号Ｙの値が予め定められた閾値より大きな場合、補正係数発生部４７Ｅ’から入力されたゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力し、他の場合は補正係数発生部４７Ｅ’から入力されたゲインをそのまま乗算器４７Ｂに出力する。
【０１２８】
このように、本第２実施形態に係るリミッタ４７Ｆは、上記第１実施形態に係る輪郭補正回路４７で用いられているものと同一のものであり、被写体像の明部における過度のエッジ強調を抑制するためのものである。
【０１２９】
演算器４７Ｇが本発明の乗算手段に、低感度側γ処理回路４７Ｈが本発明の第３ガンマ補正手段に、合成処理回路４７Ｉが本発明の第２合成手段に、補正係数発生部４７Ｅ’が本発明の設定手段に、各々相当する。
【０１３０】
なお、輪郭補正回路４７’における演算器４７Ｇから補正係数発生部４７Ｅ’に至る部分以外のデジタルカメラ１０Ｂの作用は、上記第１実施形態に係るデジタルカメラ１０と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０Ｂは、ＣＣＤ１８によって被写体を高感度で撮像して被写体像を示す高感度データを取得すると共に、上記被写体を低感度で撮像して上記被写体像を示す低感度データを取得し、高感度側γ処理回路７６により高感度データに対してガンマ補正処理を行うと共に低感度側γ処理回路７８により低感度データに対してガンマ補正処理を行い、合成処理回路８０によりガンマ補正処理後の高感度データと低感度データとを合成して合成データを生成し、輪郭補正回路４７’によって輪郭補正の度合いを示す予め設定されたゲインを用いて上記合成データにより示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うに際し、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理に基づいて上記ゲインを設定しているので、当該ゲインを容易に定めることができる。
【０１３２】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０Ｂでは、高感度側γ処理回路７６によるガンマ補正処理前の高感度データに対し、高感度信号の感度に対する低感度信号の感度の割合を乗算して得られた低感度データに対して低感度側γ処理回路７８と同様のガンマ補正処理を行い、ガンマ補正処理後の高感度データと、低感度側γ処理回路４７Ｈから出力されたガンマ補正処理後の低感度データとを合成処理回路８０と同様に合成して合成データを生成し、被写体像のそれぞれの画素に対して、当該合成データに作用された高感度側γ処理回路７６及び低感度側γ処理回路４７Ｈの各々のガンマ補正処理における各ガンマ補正曲線の組み合わせの、それぞれの上記画素の信号レベルにおける微分係数の逆数に基づき上記ゲインを設定しているので、被写体像の暗部におけるノイズの発生を抑制することができる。
【０１３３】
更に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０Ｂでは、画素の信号レベルが予め定められた閾値より大きな場合、上記ゲインを予め定められた値に置き換えているので、当該ゲインの上限値を制限することができ、この結果として、被写体像の明部における過度のエッジ強調を抑制することができる。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、リミッタ４７Ｆにおいて、対応する画素の合成データの輝度信号Ｙの値が予め定められた閾値より大きな場合、補正係数発生部４７Ｅ’から入力されたゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、補正係数発生部４７Ｅ’から入力されたゲインが予め定められた閾値より大きな場合、当該ゲインを予め定められた値に置き換えて乗算器４７Ｂに出力する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３５】
また、上記各実施の形態では、補正係数発生部をルック・アップ・テーブルとして構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、補正係数発生部の入力データと出力データとの関係を示す数式を予め記憶しておき、当該数式を用いて出力データを演算により導出する形態とすることもできる。この場合は、当該演算にかかる負荷が増加するものの、ルック・アップ・テーブルを記憶するための記憶容量を削減することができる。
【０１３６】
また、上記各実施の形態では、高感度の受光素子ＰＤ１と低感度の受光素子ＰＤ２の各々を設け、高感度信号及び低感度信号を得る例について説明したが、図１１に示されるように、１つの受光素子ＰＤの受光領域をチャネルストッパ９４により高感度の受光を行う受光面積が広い高感度受光領域９２と低感度の受光を行う受光面積が狭い低感度受光領域９０とに分割し、それぞれの領域により高感度信号及び低感度信号が得られるような構成としてもよい。なお、受光素子ＰＤにはチャネルストッパ９４が設けられているため、高感度で受光された信号と低感度で受光された信号とが混合されずに、双方の信号を別々に受光することができる。
【０１３７】
また、上記各実施の形態では、合成データの輝度信号Ｙに対して輪郭補正を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、合成データに対して輪郭補正を行う形態とすることもできる。この場合は、上記各実施の形態で必要とされたＹＣ処理回路４９及びＹＣ処理回路４７Ｊは必要がなくなる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３８】
また、上記各実施の形態に係るデジタルカメラ１０、１０Ｂの構成（図１及び図９参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１３９】
更に、本発明は上記デジタルカメラに限られるものではなく、様々な撮像装置に適用可能である。
【０１４０】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、撮像素子によって被写体を第１の感度で撮像して被写体像を示す第１画像信号を取得すると共に、上記被写体を第１の感度より低い第２の感度で撮像して上記被写体像を示す第２画像信号を取得し、第１ガンマ補正手段により第１画像信号に対してガンマ補正処理を行うと共に第２ガンマ補正手段により第２画像信号に対してガンマ補正処理を行い、合成手段によりガンマ補正処理後の第１画像信号と第２画像信号とを合成して合成信号を生成し、輪郭補正手段によって輪郭補正の度合いを示す予め設定された補正係数を用いて上記合成信号により示される被写体像に対して輪郭補正処理を行うに際し、第１ガンマ補正手段によるガンマ補正処理に基づいて上記補正係数を設定しているので、当該補正係数を容易に定めることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る（１）式において、ゲインｐによりダイナミックレンジが変化する様子を示す光量対合成データ（最終画像８ｂｉｔＱＬ）のグラフである。
【図３】実施の形態に係る（１）式の説明に供するグラフである。
【図４】実施の形態に係るデジタルカメラで適用されているＣＣＤの構成を示す概略図である。
【図５】第１実施形態に係る輪郭補正回路４７の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態に係る輪郭補正回路４７の動作の説明に供する波形図である。
【図７】ガンマ補正曲線における微分係数の逆数の説明に供するグラフである。
【図８】第１実施形態に係る補正係数発生部４７Ｅの構成を示す模式図である。
【図９】第２実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態に係る輪郭補正回路４７’の構成を示すブロック図である。
【図１１】高感度と低感度の信号の双方を受光することができる受光素子が設けられたＣＣＤの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、１０Ｂ    デジタルカメラ
１８    ＣＣＤ（撮像素子）
４７、４７’    輪郭補正回路（輪郭補正手段）
４７Ｅ、４７Ｅ’    補正係数発生部（設定手段）
４７Ｆ    リミッタ（設定手段）
４７Ｇ    演算器（乗算手段）
４７Ｈ    低感度側γ処理回路（第３ガンマ補正手段）
４７Ｉ    合成処理回路（第２合成手段）
６０    制御回路
７６    高感度側γ処理回路（第１ガンマ補正手段）
７８    低感度側γ処理回路（第２ガンマ補正手段）
８０    合成処理回路（合成手段）
【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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