(57)【要約】【課題】シェーディングを補正できる画像データを生成する撮影装置を提供する。【解決手段】シェーディングのデータを収めたデータテーブルより、撮像においてシェーディングデータを読み出し、このシェーディングデータをもとに撮像した画像のシェーディングを補正するための補正データを生成し、撮像で得られた画像ファイルにこの補正データを格納する。補正データには、画像データに対して前記補正データが実施済みか未実施であるかを示すフラッグデータが含まれている。前記フラッグデータが「１」であるときには、前記補正データの前記画像データに対する実施が禁止され、前記フラッグデータが「０」であるときには、前記補正データの前記画像データに対する実施が許可される。【選択図】        図５
2005039339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが結像する被写体の光学像から被写体画像を形成する画像データを生成する撮影装置において、
画像の中央部に比べて前記画像の周辺部が暗いことを示すシェーディングデータを収めたデータテーブルを有し、前記データテーブルから前記シェーディングデータを読み出し、読み出したシェーディングデータをもとにして被写体画像のシェーディングを補正する補正データを生成し、前記被写体画像を形成する画像データに前記補正データを付加することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記補正データは、前記シェーディングの補正の実施とともに書き換えられるフラッグデータを含み、前記フラッグデータが前記画像のシェーディングが未補正であることを示す場合は、前記画像のシェーディングの補正を許可し、前記フラッグデータが前記画像のシェーディングが補正済みであることを示す場合は、前記画像のシェーディングの補正を禁止することを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置に関し、さらに詳しくは、シェーディングデータを収めたデータテーブルを有する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラ等の撮影装置が普及しつつある。デジタルカメラで撮像を行うと、ＣＣＤまたはＣＭＯＳにより被写体の画像は電気信号に変換され画像データとなる。生成された画像データはメモリカードに保存される。メモリカードに保存された画像データは、メモリカードをパーソナルコンピュータ（以下パソコンと省略する）に差し替えて読み出すか、あるいはＵＳＢケーブルなどでデジタルカメラとパソコンとを接続して読み出すこともできる。また、プリンタの機種によっては、プリンタに直接メモリカードを差し込み印刷用紙に撮像した画像を印刷することもできる。最近はデジタルカメラに液晶画面を付属させ、この液晶画面を見ながら撮像を行うデジタルカメラも販売されている。
【０００３】
一方、デジタルカメラにおいて撮像を行ったときに、照明むら、レンズの収差、撮像デバイスの感度不一致などに起因するシェーディングが画像に形成されることがある。このようなシェーディングを解消するために、光学的な手法、例えばレンズの構造を複雑にするなどの工夫がなされている。また、電気的な画像処理技術を用いてシェーディングを解消する方法もある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献によれば、画像データを補正するためにデジタルラボシステムが用いられている。デジタルカメラで撮像した画像データと、デジタルカメラのレンズの識別データとを、デジタルラボシステムの画像処理部に入力する。そして、レンズの識別データにに対応した収差情報を記憶部から読み出し、読み出した情報に従って、画像のシェーディングの補正の演算を行うことが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにデジタルカメラのレンズの情報が格納された記憶部を備えたデジタルラボシステムが身近になければ、画像のシェーディングを補正することは難しい。また、手軽にシェーディングの補正を行うことができないという問題もある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像した画像のシェ−ディングを手軽に補正できる撮影装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の撮影装置では、撮影レンズが結像する被写体の光学像から被写体画像を形成する画像データを生成するデジタルカメラにおいて、画像の中央部に比べて前記画像の周辺部が暗いことを示すシェーディングデータを収めたデータテーブルを有し、前記データテーブルから前記シェーディングデータを読み出し、読み出したシェーディングデータをもとにして被写体画像のシェーディングを補正する補正データを生成し、前記被写体画像を形成する画像データに前記補正データを付加することを特徴とするものである。
【０００８】
また、補正データは、前記シェーディングの補正の実施とともに書き換えられるフラッグデータを含み、前記フラッグデータが前記画像のシェーディングが未補正であることを示す場合は前記画像のシェーディングの補正を許可し、前記フラグデータが前記画像のシェーディングが補正済みであることを示す場合は、前記画像のシェーディングの補正を禁止することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明が実施されたデジタルカメラ２のブロック図を示す。撮影レンズ３は、ズーム用の変倍レンズ３ａ、フォーカスレンズ３ｂ、および絞り３ｃを含んでいる。それぞれ対応するズームモータドライバ１０、フォーカスモータドライバ１２、絞りモータドライバ１４によって駆動が制御されている。また、ズームモータドライバ１０、フォーカスモータドライバ１２、および絞りモータドライバ１４は、ズームスイッチ１５の操作に対応してＣＰＵ１６によりさらに制御されている。
【００１０】
撮影レンズ３の背後にはＣＣＤ１８が配置され、撮影レンズ３によって結像された被写体像を光電変換により電気信号に変換する。タイミングジェネレータ２０からのタイミング信号（クロック信号）によって、ＣＣＤ１８の各セルの電荷蓄積時間が決定され、ストロボ装置２２の発光時間はタイミングジェネレータ２０によって制御される。ＣＣＤ１８の各受光素子の電荷蓄積量（露光量）は、その電子シャッタと絞り３ｃとで調節される。
【００１１】
光電変換によりＣＣＤ１８から出力された電気信号は、相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳと省略する）２５に入力される。ＣＤＳ２５は、ＣＣＤ１８から入力された信号をＣＣＤ１８の各セルの電荷蓄積量に応じたＲＧＢの画像信号に変換し、増幅回路（以下、ＡＭＰと省略する）２６に入力する。ＡＭＰ２６でＲＧＢの画像信号は増幅され、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と省略する）２８で被写体画像をなす画像データに変換される。この画像データは輝度データと色差データとから構成されており、画像入力コントローラ３０を介してＳＤＲＡＭ３２に書き込まれ、また、ＶＲＡＭ３５にも入力される。ＳＤＲＡＭ３２に書き込まれた画像データは、ここに一時的に記憶されている。
【００１２】
ＶＲＡＭ３５に書き込まれた画像データはビデオエンコーダ３７に入力され、デジタル化された画像データはアナログ化される。アナログ化された画像データは画像表示装置４０に入力され、画像が表示される。
【００１３】
ＳＤＲＡＭ３２に一時的に記憶された画像データは、圧縮処理回路４３に入力され、デジタルカメラ２の撮像モードに応じてＪｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ（以下、ＪＰＥＧと省略する）に準拠した画像データに圧縮される。ＲＯＭ４５にはデータテーブルが記憶されており、データテーブルには、撮影レンズ３を通して撮像される被写体画像の周辺光量の低下をデータで示したシェーディングデータがあらかじめ収められている。このシェーディングデータをもとにして、被写体画像のシェーディングを補正する補正データが作成される。補正データの生成はＣＰＵ１６の命令信号が画像処理回路４６に入力されることにより開始され、ＲＯＭ４５のデータテーブルから読み出したシェーディングデータを画像処理回路４６で演算して、輝度データの補正倍率を求め、求めた補正倍率を画像データの輝度データ値に乗じて補正データを生成する。圧縮処理された画像データと、ＲＯＭ４５から読み出されたシェーディングデータをもとにして生成された補正データとは、メディアコントローラ４７に入力され、記録メディア４８の所定のディレクトリに格納される。このとき、画像データは画像ファイルとして格納され、補正データはこの画像ファイルに格納される。
【００１４】
デジタルカメラ２は、モード切り替えスイッチ５２の操作により、デジタルカメラ２のモードが静止画を取り込むカメラモードと、撮像した画像を画像表示装置４０で確認できるリプレイモードとに切り替えられる。カメラモードのとき、シャッタボタンを押下すると、シャッタスイッチ５６が閉じて画像の取り込みが開始される。
【００１５】
ＲＯＭ４５に記憶されているデータテーブルの内容を簡単に図２に示す。データテーブルには、撮影レンズ３を通して取得した被写体画像の周辺光量の低下をデータ化したシェーディングデータが記憶されている。シェーディングデータは、撮影レンズ３のズーム位置ごとに作成されており、ズーム位置０からズーム位置９までのそれぞれのズーム位置におけるシェーディングデータが収めてある。ズーム位置０は撮影レンズ３が広角ズーム（ＷＩＤＥ）の状態であり、ズーム位置９に向い望遠ズームに移行することを示し、ズーム位置９は望遠ズーム（ＴＥＬＥ）が最大の状態である。それぞれのズーム位置のシェーディングデータは、水平方向シェーディングデータと垂直方向シェーディングデータとから構成されている。このＲＯＭ４５に記憶されているシェーディングデータは、白いフラットな平面を撮像し、取得した画像の周辺部が暗くなるシェーディングを数値化したものであり、デジタルカメラ２の製造時にＲＯＭ４５にあらかじめ格納したものである。
【００１６】
記録メディア４８にあり、画像データを格納する画像ファイルの構造を図３に簡単に示す。画像ファイルの先頭には  Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｉｍａｇｅ  （以下、ＳＯＩと省略する）セグメントがあり画像ファイルの開始を意味するヘッダ情報が収められている。その後には、Ａｐｐｒｉｃａｔｉｏｎ  （以下、ＡＰＰと省略する）セグメントが続き、デジタルカメラ２のシェーディングデータより生成された補正データが収められている。ＡＰＰセグメントのあとには、Ｄｅｆｉｎｅ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ  （以下、ＤＱＴと省略する）セグメントがあり、撮像した画像データを量子化するためのデータが格納されている。ＤＱＴセグメントの次には  Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｆｒａｍｅ  （以下、ＳＯＦと省略する）セグメントが続き、画像データが二値化されていることを示している。ＳＯＦセグメントの次には  Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｓｃａｎ（以下、ＳＯＳと省略する）セグメントがあり、二値化された画像データの始まりを示している。このＳＯＳセグメントの次に圧縮され二値化された画像データが続く。そして、最後に画像ファイルの終了を示すフッタ情報が格納された  Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｉｍａｇｅ  （以下、ＥＯＩと省略する）セグメントが続く。
【００１７】
図４に画像ファイルのＡＰＰセグメントに収められた補正データの内容を示す。補正データの先頭には、この補正データを用いて画像のシェーディングが補正済みか未実施かを示すフラッグデータが格納されている。その後には、補正データのヘッダがあり、補正データのデータ数が示され、その次に、被写体画像のシェーディングを補正する補正データが格納されている。
【００１８】
フラッグデータは、画像のシェーディングが補正済みのときは「１」の値であり、画像のシェーディングが未補正のときには「０」の値をとる。画像に対して補正を行ったときは、フラッグデータは「０」から「１」に書き換えられ、フラッグデータが「１」のときは、生成した補正データを用いて補正を行うことが禁止される。補正データは、ＲＯＭ４５に記憶された水平方向シェーディングデータと垂直方向シェーディングデータとを演算して補正倍率を求め、この補正倍率を画像データのうちの輝度データ値に乗じたものであり、補正データ値は０〜２５５の範囲で値をとる。
【００１９】
被写体を撮像して取得した被写体画像は画像データの集合であり、画像処理回路４６には画像データとして入力され、シェーディングを補正するための補正データが生成される。図５に示すように、被写体画像６０の画像中心を通り被写体画像を４等分する水平軸６２と垂直軸６４とにより部分画像６７と、部分画像６９と、部分画像７０と部分画像７２とに区分けされるうち、ＲＯＭ４５のデータテーブルに記憶されているシェーディングデータは，部分画像６７の部分のデータであり、部分画像６９のシェーディングデータは部分画像６７のシェーディングデータを水平軸６２について軸対象に繰り返して作成する。また、部分画像７０と部分画像７２とについても、部分画像６７と部分画像６９とのシェーディングデータを垂直軸６４と軸対象に繰り返して作成する。
【００２０】
部分画像６７の各ピクセルのシェーディングは、水平方向シェーディングデータと、垂直方向シェーディングデータとで表される。水平方向シェーディングデータは０〜ｎ−１のｎ個からなり、ｎは画像中心から画像の右端までの画素数に相当する。また、垂直方向シェーディングデータは０〜ｍ−１のｍ個からなり、ｍは画像中心から画像の上端までの画素数に相当する。シェーディングデータのデータ値は８ビットで表現されており、０〜２５５の範囲で数値が割り当てられている。データ値が２５５のときは、シェーディングがないことを示し、数値が減少すると暗くなることを示している。
【００２１】
シェーディングデータを基に、画像データの輝度データ値を補正するための補正倍率が求められ、この補正倍率を輝度データに掛け合わせて補正データが求められる。例えば、水平方向の座標がｐで、垂直方向の座標がｓであるピクセル７４には、水平方向のシェーディングデータ値の２５０と、垂直方向のシェーディングデータ値の２５０が割り当てられる。これら２つのデータ値を用いて演算が行われて補正倍率１．０２が求められ、この補正倍率とこのピクセル７４に位置する輝度データ値とが掛け合わされて補正データ値が生成される。また、ピクセル７７のシェーディングデータは、水平方向のシェーディングデータ値の２５５と、垂直方向のシェーディングデータ値の２５５とであり、補正倍率は１となる。このため補正データ値と画像データの輝度データ値とは同じであり、ピクセル７７では補正による変化はない。
【００２２】
次に上記構成の作用について、図７を参照しながら説明する。デジタルカメラ２の撮影レンズ３が被写体像を結像し、ＣＣＤ１８から被写体像が電気信号として出力される。出力された電気信号は、ＣＤＳ２５，ＡＭＰ２６，Ａ／Ｄ変換器２８、および画像入力コントローラ３０を経て、被写体画像を表現する画像データに変換される。この画像データは輝度データと色差データとからなり、ＳＤＲＡＭ３２に一時的に保存される。
【００２３】
ＳＤＲＡＭ３２の画像データは圧縮処理回路４３に読み出され、ＪＰＥＧ規格の画像圧縮が行われる。このとき、画像データのＪＰＥＧ圧縮に伴い，ＳＯＩ，ＤＱＴ，ＳＯＦ，およびＳＯＳの個々のヘッダ情報が生成され、画像ファイルのＳＯＩセグメント，ＤＱＴセグメント，ＳＯＦセグメント，およびＳＯＳセグメントにそれぞれ格納される。
【００２４】
また、被写体を撮像したときのズーム位置が各モータドライバからＣＰＵ１６に入力され、画像処理回路４６にズーム位置の情報が出力される。そして、そのズーム位置の水平方向シェーディングデータと垂直方向シェーディングデータとが画像処理回路４６に読み出される。読み出されたシェーディングデータから画像データの輝度データ値に掛け合わせる補正倍率が求められ、この補正倍率と輝度データとが乗算されて補正データ値が求められる。そして、被写体画像の補正状態を示すフラッグデータが補正データの先頭に付加され、画像ファイルのＡＰＰセグメントに格納される。
【００２５】
補正データが画像ファイルに格納されると、画像ファイルの終了を示すフッタ情報が生成され、画像ファイルの最後にあるＥＯＩセグメントに格納される。
【００２６】
ユーザの操作により、記録メディア４８からＶＲＡＭ３５に読み出された画像ファイルは、ビデオエンコーダを介して画像表示装置４０に表示され、ここでユーザ操作により、補正データを画像ファイルから読み出し、画像データの輝度データと補正データとを入れ替え、補正データと画像データの色差データとで被写体画像を表示する。すると、シェーディングが補正された被写体画像が液晶画面上に表示される。なお、記録メディア４８に記録された画像ファイルはパソコンに読み出され、同様に被写体画像のシェーディングの補正を行うことができる。被写体画像にシェーディングの補正が実施されると、フラッグデータが「０」から「１」となる。すると、画像にシェーディングの補正を行うことが禁止される。
【００２７】
なお、本実施形態では、シェーディングデータのデータ値を演算して補正倍率を求め、補正倍率を画像データのデータ値に乗じて補正データ値を求めたが、本発明はこれに限らず他の方法を用いて補正データを用いてもよい。また、補正倍率を補正データとして画像ファイルに格納するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記の実施形態ではデジタルカメラに本発明を実施したものを例示したが、本発明はこれに限らない。例えば、カメラ付き携帯電話などにも本発明を実施することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の撮影装置によれば、シェーディングデータを収めたデータテーブルをデジタルカメラに保有することにより、シェーディングデータをもとにして被写体画像のシェーディングを補正するための補正データを生成できる。データテーブルより読み出されたシェーディングデータをもとにして生成された補正データは画像ファイルに格納され、この補正データをもとにして被写体画像のシェーディングの補正が行われるため、専用の画像処理装置を必要とすることなく手軽にシェーディングを補正することができる。また、フラッグデータが重複してシェーディングの補正を行うことを禁止することにより、被写体画像に対して適正にシェーディングの補正を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラのブロック図である。
【図２】データテーブルの内容を簡単に示した図である。
【図３】画像ファイルの構造を簡単に示した図である。
【図４】ＡＰＰセグメントに収められた補正データの内容を示した図である。
【図５】補正データを生成する部分を簡単に示した図である。
【図６】シェーディングデータのデータ値から生成した補正倍率を示した図である。
【図７】画像ファイルを作成する工程を簡単に示したフローチャートである。
【符号の説明】
３  撮影レンズ
１６  ＣＰＵ
１８  ＣＣＤイメージセンサ
２０  タイミングジェネレータ
２５  ＣＤＳ
２６  ＡＭＰ
３０  画像入力コントローラ
３２  ＳＤＲＡＭ
３５  ＶＲＡＭ
４３  圧縮処理回路
４５  ＲＯＭ
４８  記録メディア
【図１】
2005039339.tif 000003
【図２】
2005039339.tif 000004
【図３】
2005039339.tif 000005
【図４】
2005039339.tif 000006
【図５】
2005039339.tif 000007
【図６】
2005039339.tif 000008
【図７】
2005039339.tif 000009