(57)【要約】【課題】水深等の情報や大きなストロボ装置を使用せずに、実際に水中撮影された画像信号を利用して簡単に良好な画像を得ることができるようにする。【解決手段】撮像装置により静止画又は動画の撮影を行い（ステップＳ１２）、ＣＣＤ撮像素子からＣＣＤＲＡＷデータ（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）を取得する（ステップＳ１４）。前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号が水中撮影時のものである場合には、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に水中専用のマトリクス係数を乗算して、水中用の色補正したＲ，Ｇ，Ｂ信号を得る（ステップＳ１８）。前記マトリクス係数としては、水中でのＲ，Ｇ，Ｂ信号別の光減衰率を考慮し、Ｂ信号のＲ信号及びＧ信号への被りを防ぐような係数が設定されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中撮影時に取得したカラー画像信号を処理する画像処理方法において、
水中撮影時に撮像素子からＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、
前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号にマトリクス係数を乗算して色補正を行うステップであって、Ｂ信号のＲ信号及びＧ信号への被りを防ぐように設定された前記マトリクス係数を使用してマトリクス演算するステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記マトリクス係数は、対角項におけるＢ信号に対する係数を、Ｒ信号及びＧ信号に対する係数よりも小さく、及び／又は非対角項でのＲ，Ｇ信号に対するＢ信号の係数をマイナス側に大きくなるように設定されてい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】
水中撮影時に取得したカラー画像信号を処理する画像処理方法において、
水中撮影時に撮像素子からＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、
前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちの少なくともＲ信号のヒストグラム評価値を算出するステップと、
前記算出したヒストグラム評価値に基づいて２種類以上の信号処理のうちのいずれかの信号処理を選択するステップと、
前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して前記選択した信号処理を施すステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
水中撮影時に連続的に取得したカラー画像信号を処理してカメラのモニタに出力し、該モニタにスルー動画を表示させる画像処理方法において、
水中撮影時に撮像素子から連続的にＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、
前記連続的に取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちのＧ信号のヒストグラム評価値を算出するステップと、
前記算出したヒストグラム評価値に基づいてＧ信号の画像のコントラストを高くするための信号処理をＧ信号のみに施すステップと、
前記連続的に取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちのＲ，Ｂ信号と前記信号処理を施したＧ信号とに基づいてスルー動画をモニタに表示させるステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
水中撮影時に連続的に取得した画像信号を処理してカメラのモニタに出力し、該モニタにスルー動画を表示させる画像処理方法において、
水中撮影時に撮像素子から連続的に画像信号を取得するステップと、
前記連続的に取得した画像信号の階調特性の変更指示を受け付けるステップと、
前記階調特性の変更指示に応じて前記連続的に取得した画像信号の階調変換を行うステップと、
前記階調変換された画像信号に基づいてスルー動画をモニタに表示させるステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
水中撮影が可能な撮像装置において、
被写体を撮像するカラー撮像手段と、
前記カラー撮像手段を介して被写体を示すＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得する画像取得手段と、
前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちの少なくともＲ信号のヒストグラム評価値を算出するヒストグラム評価値算出手段と、
前記算出したヒストグラム評価値に基づいて２種類以上の信号処理のうちのいずれかの信号処理を選択する信号処理選択手段と、
前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して前記選択した信号処理を施す信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
水中撮影が可能な撮像装置において、
被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を介して被写体を示す画像信号を連続的に取得する画像取得手段と、
前記連続的に取得した画像信号の階調を変換する階調変換手段と、
前記階調変換手段での階調変換特性の変更を指示する変更指示手段と、
前記階調変換手段によって階調変換された画像信号に基づいてスルー動画を表示するモニタと、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記階調変換手段は、軟調から硬調までの複数の階調変換用のルックアップテーブルを有し、前記変換指示手段は、前記複数のルックアップテーブルから任意のルックアップテーブルを選択し、前記階調変換手段は、前記選択されたルックアップテーブルにしたがって入力する画像信号の階調変換を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理方法及び撮像装置に係り、特に水中撮影時に取得したカラー画像信号を信号処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、水中によって減衰する赤（Ｒ）光を補償するために、カメラと被写体との水深差に応じてＲ光の減衰を補償するようにホワイトバランス調整を行う技術が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、水中の被写体に向けて測距光束を投射し、被写体距離と反射光量とを測定し、その測定結果に基づいて水中での光減衰率を推定してストロボ装置の発光量を設定する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、水深情報と、各色の色吸収補正に必要な数式及び光吸収係数から各色の色吸収補正を実行する水中カメラが開示されている。
【０００５】
特許文献４には、水中でカメラが位置する深さ（水深）を検出し、その検出した水深に応じたホワイトバランス調整を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３５１０２５号公報
【特許文献２】特開平８−６９０３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６９２８号公報
【特許文献４】特開２００４−２８２４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現状の水中写真の失敗の多くは、Ｒ光が吸収されることによる色再現の悪さや、水中での光量の不足（コンパクトカメラのストロボ光では十分なストロボ光量を与えることが難しい）によるコントラスト不足に起因している。
【０００７】
特許文献１に記載の発明は、カメラと被写体との水深差に応じてＲ光の減衰を補償するようにホワイトバランス調整を行っているが、水深差は絶対水深に関係しておらず、適切な制御は難しく、また、ホワイトバランス調整だけでは水中の色再現を良好に行うことができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明は、水中での光減衰率を推定してフラッシュ発光量を設定し、正しい露出を可能にするものであり、反射光量を測光するために被写体に測距光束を投射している間にシャッターチャンスを逃してしまう可能性が高い上、フラッシュ光量だけでは適切な制御が難しいと考えられる。
【０００９】
更に、特許文献３、４に記載の発明は、水深によって色吸収補正やホワイトバランス調整を行っているが、実際の海では水深よりも水質、天候（太陽の出方）による影響の方が大きいため、水中で撮影した画像を水深情報を利用して色補正してもダイバーが望む画像を得ることは難しい。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水深等の情報や大きなストロボ装置を使用せずに、実際に水中撮影された画像信号を利用して簡単に良好な画像を得ることができる画像処理方法及び撮影装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、水中での被写体の視認性の高いスルー動画をモニタに表示することができる画像処理方法及び撮影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】
【００１２】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、水中撮影時に取得したカラー画像信号を処理する画像処理方法において、水中撮影時に撮像素子からＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号にマトリクス係数を乗算して色補正を行うステップであって、Ｂ信号のＲ信号及びＧ信号への被りを防ぐように設定された前記マトリクス係数を使用してマトリクス演算するステップと、を含むことを特徴としている。
【００１３】
即ち、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号にマトリクス係数を乗算して色補正を行う際に、水中でのＲ，Ｇ，Ｂ信号別の光減衰率を考慮し、Ｂ信号のＲ信号及びＧ信号への被りを防ぐようにマトリクス係数を設定するようにしている。
【００１４】
具体的には請求項２に示すように、前記マトリクス係数は、対角項におけるＢ信号に対する係数を、Ｒ信号及びＧ信号に対する係数よりも小さく、及び／又は非対角項でのＲ，Ｇ信号に対するＢ信号の係数をマイナス側に大きくなるように設定されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に係る発明は、水中撮影時に取得したカラー画像信号を処理する画像処理方法において、水中撮影時に撮像素子からＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちの少なくともＲ信号のヒストグラム評価値を算出するステップと、前記算出したヒストグラム評価値に基づいて２種類以上の信号処理のうちのいずれかの信号処理を選択するステップと、前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して前記選択した信号処理を施すステップと、を含むことを特徴としている。
【００１６】
例えば、前記算出したヒストグラム評価値に基づいてＲ光が多いと判断した場合は、コントラストを最大限生かすようにレベル調整を行い、Ｒ光が極端に少ない場合には、Ｒ信号を無視してＧ，Ｂ信号を最大限生かすようにレベル調整（オフセット処理、階調処理、フレア補正処理）を行う。
【００１７】
請求項４に係る発明は、水中撮影時に連続的に取得したカラー画像信号を処理してカメラのモニタに出力し、該モニタにスルー動画を表示させる画像処理方法において、水中撮影時に撮像素子から連続的にＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得するステップと、前記連続的に取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちのＧ信号のヒストグラム評価値を算出するステップと、前記算出したヒストグラム評価値に基づいてＧ信号の画像のコントラストを高くするための信号処理をＧ信号のみに施すステップと、前記連続的に取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちのＲ，Ｂ信号と前記信号処理を施したＧ信号とに基づいてスルー動画をモニタに表示させるステップと、を含むことを特徴としている。
【００１８】
即ち、Ｇ信号は輝度信号に近い信号であり、このＧ信号のコントラストが高くなるように信号処理することにより、カラーバランスは崩れるが、スルー動画のコントラストを高くすることができ、スルー動画が鮮明になる。尚、スルー動画は、水中で主要被写体を探し、画角を設定する場合に利用するため、カラーバランスが崩れていても問題はない。
【００１９】
請求項５に係る発明は、水中撮影時に連続的に取得した画像信号を処理してカメラのモニタに出力し、該モニタにスルー動画を表示させる画像処理方法において、水中撮影時に撮像素子から連続的に画像信号を取得するステップと、前記連続的に取得した画像信号の階調特性の変更指示を受け付けるステップと、前記階調特性の変更指示に応じて前記連続的に取得した画像信号の階調変換を行うステップと、前記階調変換された画像信号に基づいてスルー動画をモニタに表示させるステップと、を含むことを特徴としている。
【００２０】
即ち、ダイバー（ユーザー）は、水中のモニタに表示されるスルー動画を見ながら階調特性の変更を指示し、所望の階調特性をもったスルー動画を表示させることができ、スルー動画の視認性を向上させることができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、水中撮影が可能な撮像装置において、被写体を撮像するカラー撮像手段と、前記カラー撮像手段を介して被写体を示すＲ，Ｇ，Ｂ信号を取得する画像取得手段と前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちの少なくともＲ信号のヒストグラム評価値を算出するヒストグラム評価値算出手段と、前記算出したヒストグラム評価値に基づいて２種類以上の信号処理のうちのいずれかの信号処理を選択する信号処理選択手段と、前記取得したＲ，Ｇ，Ｂ信号に対して前記選択した信号処理を施す信号処理手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２２】
請求項７に係る発明は、水中撮影が可能な撮像装置において、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を介して被写体を示す画像信号を連続的に取得する画像取得手段と、前記連続的に取得した画像信号の階調を変換する階調変換手段と、前記階調変換手段での階調変換特性の変更を指示する変更指示手段と、前記階調変換手段によって階調変換された画像信号に基づいてスルー動画を表示するモニタと、を備えたことを特徴としている。
【００２３】
請求項８に示すように請求項７に記載の撮像装置において、前記階調変換手段は、軟調から硬調までの複数の階調変換用のルックアップテーブルを有し、前記変換指示手段は、前記複数のルックアップテーブルから任意のルックアップテーブルを選択し、前記階調変換手段は、前記選択されたルックアップテーブルにしたがって入力する画像信号の階調変換を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、実際に水中撮影された画像信号を利用して色再現性、コントラスト等の良好な画像を得ることができ、また、水中での被写体の視認性の高いスルー動画をモニタに表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理方法及び撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
［撮像装置の構成］
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。
【００２７】
図１に示す撮像装置１―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。
【００２８】
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。
【００２９】
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やＣＭＯＳからなるカラーイメージセンサ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。
【００３０】
ＣＣＤ２４は、多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各受光素子に対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、ＧストライプＲＢ完全市松など）で配置されている。また、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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信号）に変換される。
【００３３】
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は、デジタル信号処理部３０を介してＲＡＭ１６に一時的に記憶される。このＲ，Ｇ，Ｂ信号は、デジタル信号処理部３０に入力され、ここで所要の信号処理が行われる。尚、デジタル信号処理部３０での画像処理の詳細については、後述する。
【００３４】
撮像装置１―１の操作部３６には、図２（Ａ）に示すように撮影モード（オート撮影モード、マニュアル撮影モード、シーンポジション、動画等）を選択するためのモードレバー３６Ａ、このモードレバー３６Ａの中心に設けられたシャッターボタン３６Ｂ、マルチファンクションの十字キー３６Ｄ、その他、図示しない再生モードに切り替える再生ボタン、表示部（ＬＣＤモニタ）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、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。
【００３５】
操作部３６からの出力信号は、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とともに、後述するように水中で画像の色再現をよくするための処理等を実施させる。
【００３６】
この撮像装置１−１は、図示しない防水パックに装着することにより水中での撮影が可能になっており、水中撮影に適した「水中モード」を有している。そして、操作部３６の操作により、「水中モード」の設定指示をＣＰＵ１０に出力することができる。
【００３７】
即ち、「水中モード」の設定は、図２（Ａ）に示すようにシーンポジション（人物、風景、スポーツ、水中）を選択するためのメニュー画面を利用して行うことができる。また、図２（Ｂ）に示すように専用のDiveボタン３６Ｅを設け、このDiveボタン３６Ｅを操作して「水中モード」を設定するようにしてもよい。
【００３８】
撮像装置１−１には、被写体にストロボ光を照射するためのストロボ装置４２が含まれ、ストロボ装置４２は、ＣＰＵ１０からの発光指令によって充電部４４から電源の供給を受けてストロボ光を照射する。
【００３９】
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、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。
【００４０】
また、ＬＣＤモニタ４０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（スルー動画）が表示され、また、再生モード時にメモリカード５０に記録された画像が表示される。
【００４１】
図３は図１に示したデジタル信号処理部３０の詳細な回路構成を示すブロック図である。
【００４２】
前述したようにＲＡＭ１６に一時記憶されたＲ，Ｇ，Ｂ信号（ＣＣＤＲＡＷデータ）は、デジタル信号処理部３０のオフセット処理回路３０ＡにＲ，Ｇ，Ｂの点順次で加えられる。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は、オフセット処理回路３０Ａにおいてオフセット処理が行われる。オフセット処理回路３０Ａから出力されたオフセット処理されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、リニアマトリクス回路３０Ｂに出力され、ここで色補正処理が行われる。
【００４３】
即ち、リニアマトリクス回路３０Ｂは、入力するＲ，Ｇ，Ｂ信号と、３行×３列のマトリクス係数（Ａ11，Ａ12, …，Ａ33）とからマトリクス演算を行って、色補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を算出する。
【００４４】
尚、マトリクス演算に使用される３行×３列の色補正マトリクス係数（Ａ11，Ａ12, …，Ａ33）の詳細については後述する。
【００４５】
リニアマトリクス回路３０Ｂから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ホワイトバランス（ＷＢ）調整回路３０Ｃに出力される。ＷＢ調整回路３０Ｃは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号ごとにそれぞれホワイトバランス調整用のＷＢゲインをかけることによりホワイトバランス調整を行う。ＷＢ調整回路３０Ｃから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ガンマ補正回路３０Ｄに出力され、ここで中間調等の階調補正を行うガンマ補正が行われる。ガンマ補正されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、同時化処理回路３０Ｅに出力される。
【００４６】
同時化処理回路３０Ｅは、単板のＣＣＤ２４のＣＣＤカラーフィルタ配列に伴うＲ，Ｇ，Ｂ信号の空間的なズレを補間してＲ，Ｇ，Ｂ信号を同時式に変換する処理を行い、同時化したＲ，Ｇ，Ｂ信号をＲＧＢ／ＹＣ変換回路３０Ｆに出力する。
【００４７】
ＲＧＢ／ＹＣ変換回路３０Ｆは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を輝度信号Ｙ，色差信号Ｃr,Ｃｂに変換し、輝度信号Ｙを輪郭補正回路３０Ｇに出力し、色差信号Ｃr,Ｃｂを色差マトリクス回路３０Ｈに出力する。輪郭補正回路３０Ｇは、輝度信号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。
【００４８】
色差マトリクス回路３０Ｈは、２行×２列の色補正マトリクス係数と入力する色差信号Ｃr,Ｃｂ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。
【００４９】
このようにして輪郭補正された輝度信号Ｙ、及び色差マトリクス変換された色差信号Ｃｒ，Ｃｂは、一旦ＲＡＭ１６に保存された後、圧縮伸張処理回路４６に与えられ、ここで、JPEG方式に従って圧縮される。圧縮された画像データは、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。
【００５０】
図１に戻って、評価値導出部５２は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号別のヒストグラムから平均値、標準偏差、中央値、基準最小値、基準最大値等の評価値を導出する。ヒストグラム評価値導出部５４は、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像ごとに階調の度数分布を示すヒストグラム評価値を導出する。
【００５１】
水中検出部５６は、撮像装置１−１が水中にあることを検出するもので、例えば、水圧探知手段、ダイビングコンピュータから情報を取得する手段、防水パックへの装着を検知する手段、ＧＰＳ等により構成される。
【００５２】
次に、水中で撮影された画像の画像処理方法について説明する。
【００５３】
［第１の実施の形態］
図４は本発明に係る画像処理方法の第１の実施の形態を示すフローチャートであり、特に水中モードでの撮影時の画像処理方法に関して示している。
【００５４】
操作部３６での操作によって水中モードが設定され（ステップＳ１０）、その後、撮影が行われると（ステップＳ１２）、デジタル信号処理部３０には、ＣＣＤ２２、アナログ信号処理部２６及びＡ／Ｄ変換器２８を介してＣＣＤＲＡＷデータが取り込まれる（ステップＳ１４）。
【００５５】
一方、ＣＰＵ１０は、水中検出部５６から入力する検出信号により前記取得されたＣＣＤＲＡＷデータが水中撮影時のものか否かを自動判別し（ステップＳ１６）、水中撮影によって取得したＣＣＤＲＡＷデータの場合には、デジタル信号処理部３０に対して水中用のマトリクス係数を使用する指示を出力する（ステップＳ１８）。
【００５６】
この実施の形態では、ＣＰＵ１０は、デジタル信号処理部３０のリニアマトリクス回路３０Ｂ（図３）で使用される３行×３列のマトリクス係数を、次式に示すように水中用に変更するように指示する。
【００５７】
【数１】
2007142978.tif 000003
【００５８】
［数１］式に示すように、水中用のマトリクス係数は、対角項におけるＢ信号に対する係数（1.3）が、Ｒ信号及びＧ信号に対する係数(1.4)よりも小さく設定され、かつ非対角項でのＲ，Ｇ信号に対するＢ信号の係数(-0.3)が、マイナス側に大きくなるように設定されている。
【００５９】
これにより、Ｂ信号のＲ信号及びＧ信号への被りを抑えるようにしている。尚、水中撮影以外の通常の撮影時には、リニアマトリクス回路３０Ｂのマトリクス係数は、ＣＣＤ２４のＲ，Ｇ，Ｂ毎の分光特性を補正し、人間の目の特性に近いＲ，Ｇ，Ｂ信号に補正するための値が設定される。
【００６０】
続いて、デジタル信号処理部３０では、上記のように設定されたマトリクス係数を使用したマトリックス演算による色補正処理、ホワイトバランス調整、及びガンマ補正等の画像処理が行われ（ステップＳ２０）、画像処理した最終画像を示す画像信号が出力される（ステップＳ２２）。
【００６１】
尚、この実施の形態では、操作部３６の操作による水中モードの設定と、水中検出部５６による水中の自動検出とを併用するようにしているが、いずれか一方のみを用いるようにしてもよい。
【００６２】
［第２の実施の形態］
図５は本発明に係る画像処理方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。尚、図４に示したフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
図５において、水中撮影によりＣＣＤＲＡＷデータを取得した場合には、その取得したＣＣＤＲＡＷデータからＲ，Ｇ，Ｂごとのヒストグラムを算出する（ステップＳ３０）。
【００６４】
水中ではＲ光が吸収されるため、上記算出されたＲ，Ｇ，ＢのヒストグラムのうちのＲのヒストグラムに着目し、Ｒ成分の多少を判別する（ステップＳ３０）。即ち、Ｒのヒストグラムの幅ｘが、所定値（例えば、２５６階調で２０）以下か否かを判別し、ＹＥＳ（ｘ≦２０）の場合にはＲ成分が極端に少ないと判別し、ステップＳ３４に移行し、ＮＯ（ｘ＞２０）の場合にはＲ成分が比較的多いと判別してステップＳ４０に移行する。
【００６５】
ステップＳ３４では、Ｒ信号を無視し、Ｇ，Ｂのヒストグラムから黒浮きの有無を判別する。黒浮きの有無は、Ｇ，Ｂのヒストグラムのそれぞれ最小値が、一定レベル以上（階調の低い画素がない場合）のときに黒浮きが有ると判別する。黒浮きが無い場合には、ステップＳ４０に移行し、黒浮きが有る場合には、ステップＳ３６に移行する。
【００６６】
ステップＳ３６では、Ｇ，Ｂのヒストグラムの中央値ｘが所定値（例えば、２５６階調で１２８）以下か否かを判別し、中央値ｘが所定値以下の場合には、ステップＳ４０に移行し、中央値ｘが所定値を超えている場合にはステップＳ３８に移行する。
【００６７】
ステップＳ３８では、ＲＧＢオフセット処理を行う。ここで、ＲＧＢオフセット処理とは、Ｒ信号を無視し（Ｒ信号＝０とし）、Ｇ，Ｂ信号を最大限生かすようなレベル調整（オフセット処理、階調処理、フレア補正）を行う処理を指す。
【００６８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は比較的水深が深い水中画像の処理前及び処理後の画像と、これらの画像の輝度、Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラムを示す図である。
【００６９】
図６（Ｂ）に示すようにＧ信号は、黒浮きがないようにＧ信号の最小値が０になるようにオフセット処理されており、Ｂ信号は、ヒストグラムの幅が少し広がるようにレベル調整されている。
【００７０】
一方、ステップＳ４０では、ＲＧＢヒストグラム調整処理を行う。ここで、ＲＧＢヒストグラム調整処理とは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のコントラストを最大限生かすようなレベル調整を行う処理を指す。例えば、図７に示すようにＧ信号のヒストグラムが作成された場合、Ｇ信号の基準最小値Ｇmin、基準最大値Ｇmaxを求める。この基準最小値Ｇminは、最も低い階調から画素数をカウントし、例えば全画素数の１％に達したときの階調とし、同様に基準最大値Ｇmaxは、最も高い階調から画素数をカウントし、例えば全画素数の１％に達したときの階調とする。
【００７１】
上記基準最小値Ｇmin及び基準最大値Ｇmaxに基づいて、次式によりオフセット値及びゲイン量を算出する。
［数２］
オフセット値＝Ｇmin
ゲイン量＝２５５／（Ｇmax−Ｇmin）
そして、入力するＧ信号に対し、前記オフセット値及びゲイン量を使用して次式の演算を行うことにより、コントラストを最大限生かしたレベル調整を行うことができる。
［数３］
Ｇ１＝Ｇ−Ｇmin
Ｇ２＝Ｇ１×ゲイン量
尚、Ｒ，Ｂ信号についても上記と同様に行う。また、上記オフセット値を使用したオフセット処理は、デジタル信号処理部３０のオフセット処理回路３０Ａで行うことができ、ゲイン量の乗算は、ＷＢ調整回路３０Ｃで行うことができる。
【００７２】
また、入力データがｎビットの場合、ｎ−１ビット以下のデータがないときは、ｎ−１ビットまで補正することとする。このようにレベル調整できる範囲を制限することにより、カラーバランスが大きく崩れるのを防止するようにしている。
【００７３】
図８（Ａ）及び（Ｂ）は比較的水深が浅い水中画像の処理前及び処理後の画像と、これらの画像の輝度、Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラムを示す図である。
【００７４】
図８（Ｂ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂ信号は、全ての階調（０〜２５５）にわたって分布するようにレベル調整され、修正後の画像は、コントラストが広がるとともに、黒浮きが生じなるようになる。
【００７５】
ステップＳ３８、Ｓ４０によってレベル調整されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、更に通常の画像処理が行われ（ステップＳ４２）、画像処理した最終画像を示す画像信号が出力される（ステップＳ２２）。
【００７６】
［第３の実施の形態］
図９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。
【００７７】
この第３の実施の形態の画像処理方法は、水中撮影時にＬＣＤモニタ４０にスルー動画を表示させる際の画像処理方法である。尚、図４に示したフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
図９において、水中撮影時にＣＣＤ２２、アナログ信号処理部２６及びＡ／Ｄ変換器２８を介して連続的に取り込まれるＲ，Ｇ，Ｂ信号のうちのＧ信号のヒストグラムを算出する（ステップＳ５０）。
【００７９】
そして、Ｇ信号のヒストグラム評価値に基づいてＧヒストグラム調整処理を行う（ステップＳ５２）。ここで、Ｇヒストグラム調整処理とは、Ｇ信号のコントラストを最大限生かすような自動レベル調整を行う処理を指し、Ｇヒストグラム分布幅が２５５以下の場合には、２５５になるようにレベル調整を行う。
【００８０】
続いて、水中撮影時には、レベル調整されたＧ信号と、レベル調整されていないＲ，Ｂ信号とに基づいてスルー動画表示用の画像処理が行われ、水中撮影以外はレベル調整されないＲ，Ｇ，Ｂ信号に基づいてスルー動画表示用の画像処理が行われる（ステップＳ５４）。ステップＳ５４で処理されたスルー動画表示用のＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＬＣＤインターフェース３８を介してＬＣＤモニタ４０に加えられ、ここでスルー動画として表示される（ステップＳ５６）。
【００８１】
水中撮影時にＬＣＤモニタ４０に表示されるスルー動画は、Ｇ信号のみレベル調整されるため、カラーバランスが大きく崩れる副作用があるが、スルー動画のコントラストを高くすることができるため、スルー動画が鮮明になる。尚、スルー動画は、水中で主要被写体を探し、画角を設定する場合に利用し、撮影される画像には影響しないため、カラーバランスが崩れていても問題はない。また、この実施の形態では、Ｇ信号のコントラストを最大限生かすように自動レベル調整するようにしたが、これに限らず、手動によってＧ信号のレベル調整を行うようにしてもよい。
【００８２】
［撮像装置の他の構成］
図１０は本発明に係る撮像装置の他の実施の形態を示すブロック図である。尚、図１に示した撮像装置１―１と共通する部分には共通の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８３】
図１０に示す撮像装置１−２は、図１に示した撮像装置１−１と比較して、γ変更ボタン６０、及び階調変更部６２が追加されている点で相違する。
【００８４】
γ変更ボタン６０は、操作部３６によって水中モードが選択されているときに、十字キー３６Ｄの上下キーがγ変更ボタンとして機能し、上キーを押すと、硬調にするようなγ特性の変更を指示し、下キーを押すと、軟調にするようなγ特性の変更を指示する。
【００８５】
階調変換部６２は、図１１（Ａ）又は（Ｂ）に示すような複数のγ特性を有するルックアップテーブル（ＲＯＭテーブル）を有しており、γ変更ボタン６０の操作によって選択されたγ特性を有するテーブルを使用して入力する画像信号のγ変換（階調変換）を行う。尚、図１１において、細線で示したγ特性は軟調（又は標準）にするような階調特性を示し、太線で示したγ特性は硬調になるような階調特性を示しているが、γ特性は、図１１に示したものに限らず、また、ＲＯＭテーブルは、γ特性の異なる３種類以上のテーブルを有していてもよい。
【００８６】
［第４の実施の形態］
図１２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。
【００８７】
この第４の実施の形態の画像処理方法は、水中撮影時にＬＣＤモニタ４０にスルー動画を表示させる際の画像処理方法である。
【００８８】
図１２において、水中モードが選択されているときに（ステップＳ１０）、ダイバーは、ＬＣＤモニタ４０のスルー動画が見やすいか否かを判断する（ステップＳ６０）。そして、スルー動画が見にくい場合には、ダイバーは、γ変更ボタン６０を軟調側又は硬調側に操作する（ステップＳ６２）。
【００８９】
階調変換部６２は、上記γ変更ボタン６０の操作に応じてＲＯＭテーブルから適宜のγ特性のテーブルを選択し、この選択されたテーブルにしたがってＬＣＤモニタ４０に出力するＲ，Ｇ，Ｂ信号のγ変換を行う（ステップＳ６４）。
【００９０】
ステップＳ６４で処理されたスルー動画表示用のＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＬＣＤインターフェース３８を介してＬＣＤモニタ４０に加えられ、ここでスルー動画として表示される（ステップＳ６６）。
【００９１】
そして、ステップＳ６０からステップＳ６６の処理を繰り返すことにより、ダイバーが最も見やすいスルー動画を表示させることができるようになる。
【００９２】
尚、第４の実施の形態では、スルー動画のγ特性を変更できるようにしたが、これに限らず、トーンカーブ、レベル調整等の他の階調特性を変更できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】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。
【図２】図２は撮像装置の操作部及びＬＣＤモニタの一例を示す背面図である。
【図３】図３は図１に示したデジタル信号処理部の詳細な回路構成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方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明に係る画像処理方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図６】図６（Ａ）及び（Ｂ）は比較的水深が深い水中画像の処理前及び処理後の画像と、これらの画像の輝度、Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラムを示す図である。
【図７】図７はＧ信号のヒストグラムの一例を示すグラフである。
【図８】図８（Ａ）及び（Ｂ）は比較的水深が浅い水中画像の処理前及び処理後の画像と、これらの画像の輝度、Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラムを示す図である。
【図９】図９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１０】図１０は本発明に係る撮像装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び（Ｂ）はルックアップテーブル（ＲＯＭテーブル）に記憶される複数のγ特性を示すグラフである。
【図１２】図１２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。
【符号の説明】
【００９４】
１−１、１−２…撮像装置（デジタルカメラ）、１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、１６…ＲＡＭ、１８…ＲＯＭ、２０…撮像部、２２…光学ユニット、２４…カラーイメージセンサ（ＣＣＤ）、２６…アナログ信号処理部、３０…デジタル信号処理部、３０Ａ…オフセット処理回路、３０Ｂ…リニアマトリクス回路、３０Ｃ…ホワイトバランス調整回路、３０Ｄ…ガンマ補正回路、３０Ｅ…同時化処理回路、３０Ｆ…ＲＧＢ／ＹＣ変換回路、３０Ｇ…輪郭補正回路、３０Ｈ…色差マトリクス回路、３６…操作部、４０…表示部（ＬＣＤモニタ）、５０…メモリカード、５２…評価値導出部、５４…ヒストグラム評価値導出部、５６…水中検出部、６０…γ変更ボタン、６２…階調変更部
【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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