(57)【要約】【構成】γ補正回路６４は、撮像装置から出力された生画像データに基づくＹデータの値をγ補正曲線に沿って補正する。補正されたＹデータ値は、積分器６２０１〜６２６４に分散的に与えられ、撮像面に割り当てられた４０９６個の分割エリアの各々に対応して積分される。線形補間回路５８は、積分器６２０１〜６２６４によって算出された４０９６個の積分値に線形補間を施す。コントラスト調整回路５６は、撮像装置から出力された生画像データに基づくＹＵＶ形式の画像データに線形補間回路５６から出力された補間値を参照したコントラスト調整を施す。ここで、γ補正回路６４によって参照されるγ補正曲線の特性は、変更操作を受け付けたときＣＰＵ３４によって変更される。【効果】画質の調整性能が向上する。【選択図】図４
2012028902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を取り込む取り込み手段、
前記取り込み手段によって取り込まれた画像の品質を定義するパラメータ値を補正する補正手段、
前記補正手段によって補正されたパラメータ値を前記取り込み手段によって取り込まれた画像上に割り当てられた１または２以上のエリアの各々に対応して積分する積分手段、
前記取り込み手段によって取り込まれた画像の品質を前記積分手段によって算出された１または２以上の積分値に基づいて調整する調整手段、および
前記補正手段の補正特性を変更指示に従って変更する変更手段を備える、画像処理装置。
【請求項２】
前記補正手段は画素毎に前記パラメータ値を補正する、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記取り込み手段によって取り込まれた画像上のエリア数は２以上であり、
前記調整手段は、前記積分手段によって生成された２以上の積分値に補間演算を施す演算手段、および前記演算手段によって算出された値を参照して画素毎に前記品質を調整する調整処理手段を含む、請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記調整手段によって注目される品質はコントラストを含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記補正手段によって注目されるパラメータ値は輝度値を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
被写界を捉える撮像手段をさらに備え、
前記取り込み手段によって取り込まれる画像は前記被写界を表す画像に相当する、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置に関し、特にディジタルカメラに適用され、画像の品質を調整する、画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この背景技術によれば、フォーカスレンズが、撮像素子の前方に設けられる。Ｙ／Ｃ分離回路は撮像素子の出力から輝度信号を分離し、非線形回路は分離された輝度信号に非線形処理を施す。非線形回路から出力された輝度信号の高域成分は、ＨＰＦによって抽出され、かつ積分回路によって積分される。合焦検出回路は、積分結果に基づいてフォーカスレンズの位置を制御する。これによって、被写体の輝度に関係なく高精度のフォーカス調整を実行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、背景技術では、非線形回路の特性が適応的に変更されることはなく、画質の調整性能に限界がある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、画質の調整性能を向上させることができる、画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従う画像処理装置(10：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、画像を取り込む取り込み手段(22)、取り込み手段によって取り込まれた画像の品質を定義するパラメータ値を補正する補正手段(64)、補正手段によって補正されたパラメータ値を取り込み手段によって取り込まれた画像上に割り当てられた１または２以上のエリアの各々に対応して積分する積分手段(62_01~62_64)、取り込み手段によって取り込まれた画像の品質を積分手段によって算出された１または２以上の積分値に基づいて調整する調整手段(56, 58)、および補正手段の補正特性を変更指示に従って変更する変更手段(S7~S11)を備える。
【０００７】
好ましくは、補正手段は画素毎にパラメータ値を補正する。
【０００８】
好ましくは、取り込み手段によって取り込まれた画像上のエリア数は２以上であり、調整手段は、積分手段によって生成された２以上の積分値に補間演算を施す演算手段(58)、および演算手段によって算出された値を参照して画素毎に品質を調整する調整処理手段(56)を含む。
【０００９】
好ましくは、調整手段によって注目される品質はコントラストを含む。
【００１０】
好ましくは、補正手段によって注目されるパラメータ値は輝度値を含む。
【００１１】
好ましくは、被写界を捉える撮像手段(18)がさらに備えられ、取り込み手段によって取り込まれる画像は被写界を表す画像に相当する。
【発明の効果】
【００１２】
変更指示に従って変更された補正特性に沿ってパラメータ値を補正し、こうして補正されたパラメータ値を１または２以上のエリアの各々に対応して積分することで、変更指示が１または２以上の積分値に個別に反映される。また、こうして得られた１または２以上の積分値に基づいて画像の品質を調整することで、調整にかかる負荷が低減される。これによって、画質の調整性能が向上する。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施例の基本的構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】図２実施例に適用される後処理回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４実施例のγ補正回路によって参照されるγ補正曲線の一例を示すグラフである。
【図５】撮像面における評価エリアの割り当て状態の一例を示す図解図である。
【図６】図４実施例に適用される線形補間回路の動作の一例を示す図解図である。
【図７】図２実施例に適用されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図８】他の実施例に適用される後処理回路の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［基本的構成］
【００１６】
図１を参照して、この発明の実施例である画像処理回路は、基本的に次のように構成される。取り込み手段１は、画像を取り込む。補正手段２は、取り込み手段１によって取り込まれた画像の品質を定義するパラメータ値を補正する。積分手段３は、補正手段２によって補正されたパラメータ値を取り込み手段１によって取り込まれた画像上に割り当てられた１または２以上のエリアの各々に対応して積分する。調整手段４は、取り込み手段１によって取り込まれた画像の品質を積分手段３によって算出された１または２以上の積分値に基づいて調整する。変更手段５は、補正手段２の補正特性を変更指示に従って変更する。
【００１７】
変更指示に従って変更された補正特性に沿ってパラメータ値を補正し、こうして補正されたパラメータ値を１または２以上のエリアの各々に対応して積分することで、変更指示が１または２以上の積分値に個別に反映される。また、こうして得られた１または２以上の積分値に基づいて画像の品質を調整することで、調整にかかる負荷が低減される。これによって、画質の調整性能が向上する。
［実施例］
【００１８】
図２を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ドライバ２０ａおよび２０ｂによってそれぞれ駆動されるフォーカスレンズ１２および絞り機構１４を含む。フォーカスレンズ１２および絞り機構１４を経た被写界の光学像は、撮像装置１８の撮像面に照射される。
【００１９】
撮像面には複数の受光素子（＝画素）が２次元状に配置され、撮像面は図３に示す原色ベイヤ配列の色フィルタ１６によって覆われる。撮像面に配置された受光素子は色フィルタ１６を構成するフィルタ要素と１対１で対応し、各受光素子で生成される電荷の量はＲ，ＧまたはＢの色に対応する光の強度を反映する。
【００２０】
電源が投入されると、ＣＰＵ３４は、動画取り込み処理を実行するべく、ドライバ２０ｃに露光動作および電荷読み出し動作の繰り返しを命令する。ドライバ２０ｃは、図示しないＳＧ(Signal Generator)から出力された垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、撮像面を露光し、かつこれによって生成された電荷をラスタ走査態様で読み出す。撮像装置１８からは、読み出された電荷に基づく生画像データが周期的に出力される。出力される生画像データは、各画素がＲ，ＧおよびＢのいずれか１つの色情報を有する画像データに相当する。
【００２１】
前処理回路２２は、撮像装置１８から出力された生画像データにディジタルクランプ，画素欠陥補正，ゲイン制御などの処理を施す。これらの処理を施された生画像データは、メモリ制御回路２４を通してＳＤＲＡＭ２６の生画像エリア２６ａに書き込まれる。
【００２２】
後処理回路２８は、生画像エリア２６ａに格納された生画像データをメモリ制御回路２４を通して読み出し、読み出された生画像データに色分離，白バランス調整，ＹＵＶ変換，コントラスト調整などの処理を施す。コントラスト調整にあたっては、前処理回路２２から出力された生画像データに基づく補間積分値（後述）が参照される。これによって得られたＹＵＶ形式の画像データは、メモリ制御回路２４を通してＳＤＲＡＭ２６のＹＵＶ画像エリア２６ｂに書き込まれる。
【００２３】
ＬＣＤドライバ３０は、ＹＵＶ画像エリア２６ｂに格納された画像データをメモリ制御回路２４を通して繰り返し読み出し、読み出された画像データに基づいてＬＣＤモニタ３２を駆動する。この結果、被写界を表す動画像（スルー画像）がモニタ画面に表示される。
【００２４】
キー入力装置３６に設けられたシャッタボタン３６ｓｈが非操作状態のとき、ＣＰＵ３４は、前処理回路２２から出力された生画像データに基づいて適正ＥＶ値を算出するべく簡易ＡＥ処理を繰り返し実行する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、ドライバ２０ｂおよび２０ｃにそれぞれ設定される。この結果、スルー画像の明るさが適度に調整される。
【００２５】
シャッタボタン３６ｓｈが半押しされると、ＣＰＵ３４は、前処理回路２２から出力された生画像データに基づいて最適ＥＶ値を算出するべく厳格ＡＥ処理を実行する。上述と同様、厳格ＡＥ処理によって算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、ドライバ２０ｂおよび２０ｃにそれぞれ設定される。この結果、スルー画像の明るさが最適値に調整される。
【００２６】
ＣＰＵ３４は続いて、ＡＦ処理を実行する。フォーカスレンズ１２はドライバ２０ａによって光軸方向に移動され、合焦点はレンズ移動処理と並列して前処理回路２２から出力された生画像データの高周波成分に基づいて探索される。合焦点が発見されるとレンズ移動処理が終了され、フォーカスレンズ１２は発見された合焦点に配置される。これによって、スルー画像の鮮鋭度が向上する。
【００２７】
シャッタボタン３６ｓｈが全押しされると、ＣＰＵ３４は、静止画取り込み処理を実行する。シャッタボタン３６ｓｈが全押しされた時点の被写界を表す１フレームの画像データは、ＹＵＶ画像エリア２６ｂからワークエリア２６ｃに退避される。静止画取り込み処理が完了すると、ＣＰＵ３４は記録処理のためにＩ／Ｆ３８を起動する。Ｉ／Ｆ３８は、ワークエリア２６ｃに退避された画像データをメモリ制御回路２４を通して読み出し、読み出された画像データをファイル形式で記録媒体４０に記録する。
【００２８】
後処理回路２８は、図３に示すように構成される。簡易Ｙ変換回路６６は、前処理回路２２から出力された生画像データを簡易的にＹデータに変換し、変換されたＹデータをγ補正回路６４に与える。γ補正回路６４は、図４に示すγ補正曲線ＣＶ＿１〜ＣＶ＿３のいずれか１つに沿ってＹデータ値を画素毎に補正する。参照すべきγ補正曲線は、キー入力装置３６上の設定変更ボタン３６ｃｈが操作される毎に、“ＣＶ＿１”〜“ＣＶ＿３”の間で変更される。補正されたＹデータ値は、積分器６２＿０１〜６２＿６４に分散的に与えられる。
【００２９】
図５を参照して、撮像面の有効画像エリアには、共通のサイズを有する水平６４個×垂直６４個の評価エリアが割り当てられる。左端において垂直方向に並ぶ６４個の評価リアの左端は有効画像エリアの左端に接し、右端において垂直方向に並ぶ６４個の評価リアの右端は有効画像エリアの右端に接する。同様に、上端において水平方向に並ぶ６４個の評価リアの上端は有効画像エリアの上端に接し、下端において垂直方向に並ぶ６４個の評価リアの下端は有効画像エリアの下端に接する。
【００３０】
積分器６２＿Ｋ（Ｋ：０１〜６４）は、水平方向におけるＫ番目の評価エリアに属するＹデータ値を積分する。生画像データはラスタ走査態様で撮像装置１８から出力されるため、γ補正処理を施されたＹデータもまたラスタ走査態様でγ補正回路６４から出力される。したがって、積分器６２＿０１〜６２＿６４は、垂直方向のＬ番目（Ｌ：１〜６４）に並ぶ６４個の積分値を並列的に算出し、このような算出処理をラスタ走査に同期して６４回繰り返す。これによって、水平６４個×垂直６４個の評価エリアにそれぞれ対応する水平６４個×垂直６４個の積分値がフレーム毎に算出され、こうして得られた合計４０９６個の積分値がレジスタ６０に設定される。
【００３１】
色分離回路５０は、メモリ制御回路２４から与えられた生画像データに色分離処理を施して、各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有するＲＧＢ形式の画像データを作成する。作成された画像データの白バランスは白バランス調整回路５２によって調整され、調整された白バランスを有する画像データの形式はＹＵＶ変換回路５４によってＹＵＶ形式に変換される。
【００３２】
ＹＵＶ形式の画像データもまた、ラスタ走査態様で１画素ずつＹＵＶ変換回路５４から出力される。線形補間回路５８は、現画素（現時点でＹＵＶ変換回路５４から出力されている画素）が属する評価エリアを特定し、特定された評価エリアを含む複数の評価エリアにそれぞれ対応する複数の積分値をレジスタ６０から読み出し、そして読み出された複数の積分値に線形補間を施す。これによって、現画素に対応する補間積分値が算出される。
【００３３】
各々の評価エリアに対応する積分値が図６において矢印で示す大きさを有する場合、補間積分値の大きさは、同じ図６に太線で示す要領で変化する。コントラスト調整回路５６は、こうして算出された補間積分値を参照して、ＹＵＶ変換回路５６から与えられた画像データのコントラストを１画素ずつ調整する。調整されたコントラストを有する画像データはその後、メモリ制御回路２４に向けて出力される。
【００３４】
ＣＰＵ３４は、後処理回路２８の処理動作に関連して、図７に示すγ補正制御処理を実行する。なお、この処理に対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ４２に記憶される。
【００３５】
まずステップＳ１で変数Ｍを“１”に設定し、ステップＳ３でγ補正曲線ＣＶ＿Ｍを選択する。γ補正回路６４は、選択されたγ補正曲線ＣＶ＿Ｍを参照してＹデータ値を補正する。ステップＳ５ではキー入力装置３６の設定変更ボタン３６ｃｈが操作されたか否かを判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ７で変数Ｍをインクリメントし、インクリメントされた変数Ｍが“３”を上回るか否かをステップＳ９で判別する。判別結果がＮＯであればそのままステップＳ３に戻り、判別結果がＹＥＳであればステップＳ１１で変数Ｍを“１”に設定してからステップＳ３に戻る。
【００３６】
以上の説明から分かるように、γ補正回路６４は、撮像装置１８から出力された生画像データに基づくＹデータの値をγ補正曲線ＣＶ＿１〜ＣＶ＿３のいずれか１つに沿って補正する。補正されたＹデータ値は、積分器６２０１〜６２６４に分散的に与えられ、撮像面に割り当てられた４０９６個の評価エリアの各々に対応して積分される。線形補間回路５８は、積分器６２＿０１〜６２＿６４によって算出された４０９６個の積分値に線形補間を施す。コントラスト調整回路５６は、撮像装置１８から出力された生画像データに基づくＹＵＶ形式の画像データに、線形補間回路５６から出力された補間積分値を参照したコントラスト調整を施す。ここで、γ補正回路６４によって参照されるγ補正曲線は、変更操作を受け付ける毎に“ＣＶ＿１”〜“ＣＶ＿３”の間で変更される(S7~S11)。
【００３７】
変更操作に従って変更されたγ補正曲線に沿ってＹデータ値を補正し、こうして補正されたＹデータ値を撮像面に割り当てられた複数の評価エリアに対応して積分することで、変更操作が複数の積分値に個別に反映される。また、こうして得られた複数の積分値に基づいてコントラストを調整することで、調整にかかる負荷が低減される。これによって、画質の調整性能が向上する。
【００３８】
なお、この実施例では、γ補正を施されたＹデータに基づく補間積分値を参照して調整すべきパラメータとして、コントラストを想定している。しかし、コントラストに代えて、或いはコントラストとともに、輪郭強調度を調整したり、さらにはフォーカスや露光量などを調整したりするようにしてもよい。
【００３９】
また、この実施例では、前処理回路２２から出力された生画像データに基づく複数の積分値をレジスタ６０に設定し、同じフレームの生画像データに基づくＹＵＶ画像データのコントラストをレジスタ６０に設定された複数の積分値に基づいて調整するようにしている。しかし、積分値の算出のために参照された生画像データとコントラスト調整を施すＹＵＶ画像データとの間での１フレームのずれを許容するのであれば、ＹＵＶ変換回路５４から出力されたＹデータをγ補正回路６４に入力するようにしてもよい。この場合、後処理回路２８は図８に示すように構成される。
【００４０】
さらに、この実施例では、スルー画像および記録画像のコントラストをγ補正処理を施されたＹデータに基づいてリアルタイムで調整するようにしている。しかし、このような調整処理の対象を記録画像に限定するのであれば、静止画取り込み処理が完了した後に動画取り込み処理を中断し、ワークエリア２６ｃに退避された１フレームの画像データを繰り返し後処理回路２８に入力することで、コントラストが高精度で調整された記録画像を作成することができる。
【００４１】
また、この実施例では、図７に示すフロー図に対応する制御プログラムをフラッシュメモリ４２に予め準備しておくことを想定している。しかし、ディジタルカメラに通信機能を持たせ、操作者の操作に応答してこの制御プログラムを外部サーバから取得するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、外部サーバから取得する制御プログラムには、γ補正曲線を変更する機能に加えて、或いはγ補正曲線を変更する機能に代えて、Ｙデータにγ補正処理を施す機能，γ補正処理を施されたＹデータを積分する機能，積分値に基づいてコントラストを調整する機能の少なくとも１つを担わせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０  …ディジタルカメラ
１８  …撮像装置
２２  …前処理回路
２８  …後処理回路
３４  …ＣＰＵ
５６  …コントラスト調整回路
５８  …線形補間回路
６２０１〜６２６４  …積分器
６４  …γ補正回路
【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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