(57)【要約】【課題】ストロボの配光特性による被写体画像の輝度差を補正し、ＤＳＰ用いることなく補正を短時間で実行する撮影装置を提供する。【解決手段】ストロボを備えたデジタルカメラ２において、ストロボ２２の配光特性による輝度差を補正する補正データをＲＯＭ４５に記憶している。ストロボの配光特性によって、被写体画像中央部が明るく、周辺部が中央部に比べて暗い被写体が画像を補正するためにＲＯＭ４５から補正データを読み出して画像を補正する。ストロボ２２を使用せずに撮像を行った場合や、強制発光モードや、スローシンクロモードでは、データ値が全て同じな補正データを読み出す。補正データには、補正データに基づいて補正が実施済みか未実施かを示すフラッグデータが含まれ、補正データは、画像データが格納された画像ファイルに一緒に格納される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロボを使用して被写体を撮像し、前記ストロボの配光特性により、輝度が高い部分と、輝度が高い部分に比較して輝度が低い部分とを有する被写体画像を形成する画像データを取得し、前記輝度の高い部分と輝度の低い部分との輝度差を補正する撮影装置において、
周辺部の輝度が中央部の輝度に比較して低い被写体画像を補正する補正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読み出した補正データを前記画像データに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、補正の実行とともに書き換えられるフラッグデータを含み、前記配光特性が補正済みであることを前記フラッグデータが示すときは、前記補正の実行を禁止し、前記配光特性が未補正であることを前記フラッグデータが示すときは、前記補正の実行を許可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、さらに詳しくはストロボの配光特性によって被写体画像に生じた輝度差を補正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）に差し替えて入力を行うか、あるいは専用のケーブルでデジタルカメラとパソコンとを接続して入力することもできる。そしてパソコンのディスプレイに撮像で得られた被写体の画像を表示することができる。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、ストロボには配光特性があり、この配光特性のために被写体画像に輝度差が表れる。このような被写体画像に表れた輝度差を解消するために各種工夫がなされている。例えば、撮影レンズの写角の変化に応じてストロボの被写体への照射角を変化させることにより、被写体画像の輝度差を解消する方法などが知られている。また、デジタルカメラにおいては、画像処理により被写体画像を補正する方法もある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、デジタルカメラのメモリに、ストロボの配光特性により輝度差を生じた画像データをあらかじめ記憶させている。そして、被写体を撮像して取得した画像データの各画素データと、メモリに記録されたデータとをカメラに搭載されているデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰと省略する）を用いて照合し、ＤＳＰの演算により被写体画像を構成する画像データを補正していく方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１４５８３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように高速演算処理を行うＤＳＰを用いて被写体画像を補正する方法は、画像データ全体の演算の処理時間を短縮できる反面、ＤＳＰが高価なためにカメラ自体も高価になってしまうという問題がある。また、ストロボを用いて撮像した全ての画像に対して補正を行うために、カメラの動作に時間がかかるという問題もある。
【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、高速演算処理を用いることなくストロボの配光特性に起因した画像の輝度差を補正し、ストロボを用いた撮像の開始から画像ファイルの作成が完了するまでの動作時間が短い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、ストロボを使用して被写体を撮像し、ストロボの配光特性により、輝度が高い部分と、輝度が高い部分に比較して輝度が低い部分とを有する被写体画像を形成する画像データを取得し、前記輝度の高い部分と輝度の低い部分との輝度差を補正する撮影装置において、周辺部の輝度が中央部の輝度に比較して低い被写体画像を補正する補正データを前記画像データに付加することを特徴とすることを特徴とするものである。
【０００８】
また、補正データは、補正の実行とともに書き換えられるフラッグデータを含み、前記配光特性が補正済みであることを前記フラッグデータが示すときは、前記補を禁止し、前記配光特性が未補正であることを前記フラッグデータが示すときは、前記補正を許可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によって結像される被写体像を光電変換する。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る。ストロボ２２の発光時間も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。また、絞り３ｃとストロボ２２とはＣＰＵ１６に制御されており、シンクロ撮像、デイライトシンクロ撮像、スローシンクロ撮像などを行うことも可能である。
【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の画像データに変換して増幅回路（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でデジタルデータに変換される。デジタルデータに変換された画像データは、画像入力コントローラ３０を介してＳＤＲＡＭ３２に書き込まれるか、あるいはＶＲＡＭ３５に入力される。ＳＤＲＡＭ３２に書き込まれた画像データは、一時的に記録されている。
【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がアナログ化される。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、被写体画像が表示される。
【００１３】
ＳＤＲＡＭ３２に一時的に記録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。これに伴い各種ヘッダ情報が生成される。圧縮処理された画像データはメディアコントローラ４７を介して、記録メディア４８の所定のディレクトリに記録される。このとき画像データは画像ファイルとして格納される。
【００１４】
ＲＯＭ４５には、ストロボ２２の配光特性のから作成された補正データがデータテーブル形式であらかじめ製造時に記憶させてある。ＣＰＵ１６は撮影時の撮影レンズ３のズーム位置の情報と、撮像の種類を示す情報と、ストロボの使用情報と、シャッタスピードの情報とを取得し、ストロボ２２を用いて撮像を行ったときには、ＲＯＭ４５のデータテーブルより圧縮処理回路４３に補正データを読み出す。また、ストロボ２２を使用せずに撮像を行った場合や、デイライトシンクロ撮像や、シャッタスピードが所定の時間より遅いスローシンクロ撮像などを行った場合には、データ値が全て同じな補正データを圧縮処理回路４３に読み出す。読み出された補正データは、画像ファイルに格納される。
【００１５】
デジタルカメラ２は、モード切り替えダイヤル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、撮像した被写体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、シャッタボタンが押下され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。また、他にも通常のシンクロ撮影を行うシンクロモードや、スローシンクロで撮像するスローシンクロモード、デイライトシンクロで撮像するための強制発光モードなどが設定できるようになっている。
【００１６】
ＲＯＭ４５のデータテーブルの内容を図２に示す。データテーブルには、ストロボ２２の配光特性から求められた補正データがあらかじめ製造意時に書き込まれている。この補正データは、デジタルカメラ２のズーム位置に対応してズーム０からズーム９までの１０段階に分けられて記録されている。ズーム位置０はデジタルカメラ２が広角ズーム（ＷＩＤＥ）の状態であり、ズーム位置０からズーム位置９に向かって望遠ズームに移行する。ズーム位置９は望遠ズーム（ＴＥＬＥ）が最大の状態である。補正データは、ＣＰＵ１６が取得するズーム位置の情報に対応して画像処理回路４６に読み出され、そこで被写体画像データに付加される。
【００１７】
補正データの内容を図３に示す。補正データはあらかじめ平面をストロボを用いて撮像して取得した画像から作成されたものである。補正データのデータ値はこの画像を基にして求められたものである。デジタルカメラ２で撮像を行い、これにより取得した画像データが形成する被写体画像６０において、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。このうち、補正データは，部分画像６７の部分のデータである。部分画像６９の補正データは部分画像６７の補正データを水平軸６２について軸対象に繰り返すことで取得される。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との補正データを垂直軸６４と軸対象に繰り返して取得される。
【００１８】
補正データは部分画像６７の各ピクセルに対応して割り当てられており、補正データ値は輝度データの増加量を示す。例えば、ズーム位置０での補正データにおいて、水平方向の座標がｐ、垂直方向の座標がｓのピクセル７４での補正データのデータ値は５でり、これにより画像データの輝度データ値が５増加する。また、水平方向の座標が０、垂直方向の座標が０のピクセル７７でのデータ値は０であり、ピクセル７７の輝度は変化しない。また、水平方向の座標がｍで、垂直方向の座標がｎのピクセル７９では、補正データのデータ値は８である。このように、画像の６０の中央部から周辺部に向かうに従い、補正データのデータ値は増加し、このため、周辺部に向かうに従い補正によって増加する輝度レベルも大きくなる。
【００１９】
デジタルカメラ２のモード切り替えダイヤル５２がシンクロ撮影を行うシンクロモードのときは、撮影レンズ３のズーム状態をＣＰＵ１６が認識し、そのズーム位置に応じた補正データが圧縮処理回路４３に読み出される。ストロボを使用しない撮像を行ったときは、データ値が全て同じデータ値である補正データをＲＯＭ４５から読み出す。データ値が全て同じな補正データにより、被写体画像は画面全体で一様に輝度が上昇する。また、モード切り替えダイヤル５２がスローシャッタを用いるシンクロモードや、デイライトシンクロ撮影を行う強制発光モードにセットされ、このモード下でストロボを発光させて撮像したときもデータ値が全て同じな補正データを読み出す。
【００２０】
記録メディア４８に記録された画像ファイルの構造を簡単に示したものを図４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格納されている。その後には、Ａｐｐｒｉｃａｔｉｏｎ  （以下、ＡＰＰと省略する）セグメントが続き、ストロボ２２の配光特性による輝度差を補正する補正データが格納されている。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、画像データの二値化に関するパラメータを示している。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あらわ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。
【００２１】
図５にＡＰＰセグメントに収められた補正データの構成を示す。ＡＰＰセグメントの先頭には、補正データに基づいて被写体画像が補正済みか、あるいは未補正かを示すフラッグデータ格納されている。フラッグデータに続いて補正データが続く。デジタルカメラ２でストロボを用いて撮像を行うとき、補正データが読み出される。補正データは０〜２５５の範囲であらかじめ値が決定されており、被写体画像の中央部の補正データ値より周辺部の補正データ値の方が大きく、補正による被写体画像の輝度レベルの増加量は周辺部の方が大きい。また、ストロボ２２を使用せずに撮像を行った場合や強制発光モードで撮像を行った場合、あるいはスローシンクロモードで撮像を行った場合には、データ値が全て同じな補正データが読み出される。これにより、被写体画像全体で輝度が上がり、明るくなる。
【００２２】
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、画像データの輝度データを補正して輝度のレベルを上げるものであり、補正データ値は０〜２５５の範囲で設定されている。
【００２３】
被写体画像の補正は、画像ファイルを画像表示装置４０に読み出して被写体画像を表示するときに行われる。また、家庭用のパーソナルコンピュータに読み出して補正を行うこともできる。
【００２４】
次に上記構成の作用について、図６を参照しながら説明する。デジタルカメラ２において撮像が行われると、ＣＣＤ１８を通して被写体の画像が電気信号としてデジタルカメラ２に取り込まれる。生成された電気信号は、ＣＤＳ２５，ＡＭＰ２６，Ａ／Ｄ変換機２８を経て輝度色差データに変換され、画像入力コントローラ３０によりメモリ３２のＳＤＲＡＭに一時的に保存される。
【００２５】
輝度色差データに変換された画像データは圧縮処理回路４３に送られ、ここでＪＰＥＧ圧縮がほどこされる。このとき、画像データの圧縮に伴い、ＳＯＩ，ＤＱＴ，ＳＯＦ，およびＳＯＳの各ヘッダ情報が生成され、ＳＯＩセグメント，ＤＱＴセグメント，ＳＯＦセグメント，およびＳＯＳセグメントが形成される。そして、圧縮された画像データと各種ヘッダ情報とは記録メディア４８の所定のディレクトリに記録される。
【００２６】
また、ＣＰＵ１６はストロボ２２の使用情報と、モードダイヤル５２の情報と、撮影レンズ３のズーム位置の情報とを取得する。ストロボ２２を使用せずに撮像を行った場合や、強制発光モードでデイライトシンクロ撮像を行った場合や、スローシンクロモードで撮像した場合は、全て同じデータ値からなる補正データがＲＯＭ４５から圧縮処理回路４３に読み出される。通常のシンクロ撮像を行うシンクロモードのときは、ズーム位置に応じた補正データがＲＯＭ４５から圧縮処理回路４３に読み出される。読み出された補正データは、記録メディア４８の画像ファイルのＡＰＰセグメントに格納される。
【００２７】
ＡＰＰセグメントに補正データが格納されると、画像ファイルの終了を示すフッタ情報が生成され、ＥＯＩセグメントに格納される。このようにして画像ファイルの形成が完了する。
【００２８】
ユーザの操作によって、ストロボの配光特性による輝度差を補正した被写体画像を画像表示装置４０に表示することができる。ユーザがデジタルカメラ２に備えられたボタンを操作することにより、画像ファイルが記録メディア４８からＶＲＡＭ３５に読み出される。そして、補正データが画像データの輝度データに作用し、ストロボの配光特性による輝度差が補正された被写体画像がビデオエンコーダを介して画像表示装置４０に表示される。また、記録メディア４８に記録された画像ファイルを家庭用のパーソナルコンピュータの上に読み出し、画像ファイルに格納されている補正データ実行して画像の補正を実行することもできる。被写体画像に配光特性の補正が実施されると、補正データに付加されたフラッグデータは「０」から「１」に書き換えられ、以後、補正を行うことはできなくなる。
【００２９】
なお、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。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、被写体画像の中央部と周辺部との輝度差を補正する補正データを収めたデータテーブルを有し、このデータテーブルから読み出した補正データを画像データに付加することにより、被写体画像を補正するために高速演算処理を行う必要がなくなる。これにより高価なＤＳＰを用いることもなくなり、撮影装置の価格を抑えることが可能となる。また、被写体画像の周辺部が中央部に比べて暗い画像について補正を行うため、取得した被写体画像全てに補正を行う必要がなくなる。これにより撮影装置の動作をより高速にすることができる。また、被写体画像の配光特性の補正が実施済みか未実施かを示すフラッグデータを補正データに付加することにより、重複して被写体画像の配光特性の補正を行うことを防ぐことができる。このため被写体画像の配光特性を適正に補正することが可能となり、良好な画像をユーザに提供することが可能となる。
【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示した図である。
【図３】補正データの内容の説明図である。
【図４】画像ファイルの構造を簡単に示した図である。
【図５】ＡＰＰセグメントに収められた補正データの構成を簡単に示した図である。
【図６】撮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
２２  ストロボ
３０  画像入力コントローラ
３７  ビデオエンコーダ
４０  画像表示装置
４３  圧縮処理回路
４５  ＲＯＭ
【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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