(57)【要約】【課題】  撮像装置の分光感度特性を考慮したホワイトバランス補正値を容易にかつ確度高く取得することができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】  光源と、調整対象の撮像装置と、光源と撮像装置との光路上に挿脱可能で所定の波長成分の光を透過させる光フィルタと、光フィルタを光路上から退避させた時と光路上に挿入した時とにおける光源からの光を撮像装置にそれぞれ撮像させ生成される第１の画像および第２の画像を用い、撮像装置が撮像する画像に対するホワイトバランス処理の補正量を光フィルタの挿脱に伴う光源に応じて調整する調整値を算出する制御部と、を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
調整対象の撮像装置と、
前記光源と前記撮像装置との光路上に挿脱可能で前記所定の波長成分の光を透過させる光フィルタと、
前記光フィルタを前記光路上から退避させた時と前記光路上に挿入した時とにおける前記光源からの光を前記撮像装置にそれぞれ撮像させ生成される第１の画像および第２の画像を用い、前記撮像装置が撮像する画像に対するホワイトバランス処理の補正量を前記光フィルタの挿脱に伴う前記光源に応じて調整する調整値を算出する制御部と、
を備えることを特徴とするホワイトバランス調整装置
【請求項２】
波長成分が異なる光を射出する複数の光源と、
調整対象の撮像装置と、
前記撮像装置に一の前記光源および他の前記光源からの光をそれぞれ撮像させ生成される第１の画像および第２の画像を用い、前記撮像装置が撮像する画像に対するホワイトバランス処理の補正量を前記光源に応じて調整する調整値を算出する制御部と、
を備えることを特徴とするホワイトバランス調整装置
【請求項３】
請求項１に記載のホワイトバランス調整装置において、
前記光源は、赤外線から紫外線までの波長成分を有する光を射出し、
前記光フィルタは、前記赤外線および前記紫外線を遮断することを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項４】
請求項２に記載のホワイトバランス調整装置において、
前記一の光源は、赤外線から紫外線までの波長成分を有する光を射出し、
前記他の光源は、前記赤外線および前記紫外線の波長成分が除去された光を射出する
ことを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のホワイトバランス調整装置において、
基準となる前記分光感度特性を有する撮像装置により撮像された前記第１の画像および第２の画像を第１の基準画像および第２の基準画像として記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記調整対象の撮像装置により撮像された前記第１の画像および第２の画像における各色成分の値と、前記第１の基準画像および第２の基準画像における前記各色成分の値とを比較し、前記光源に応じた前記調整値を算出する
ことを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項６】
請求項５に記載のホワイトバランス調整装置において、
前記制御部は、前記光源に応じた調整値の中央値、および前記中央値と前記光源に応じた調整値とのズレ量を算出することを特徴とするホワイトバランス調整装置。
【請求項７】
撮像光学系と、
前記撮像光学系を通過する光のうち赤外線および紫外線を遮断するカットフィルタと、
前記カットフィルタを介して前記撮像光学系により結像される被写界を撮像して記録用の本画像を生成する撮像部と、
請求項１または請求項２に記載されたホワイトバランス調整装置により算出された前記光源に応じた前記調整値を記憶する記憶部と、
前記被写界の光源を推定して、前記推定結果に応じた前記調整値で前記ホワイトバランス処理の補正量を調整し、前記本画像に対し前記ホワイトバランス処理を施す画像処理部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
操作部材を備え、
前記画像処理部は、前記ユーザにより設定指示された所定の色温度のマニュアルホワイトバランスモードに対応する光源を前記被写界の光源と推定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記撮像部と共役な位置に配置され、前記カットフィルタを介さず前記撮像光学系により結像される前記被写界を撮像して、前記被写界の光源を推定するための参照画像を生成するセンサを備え、
前記画像処理部は、前記本画像と前記参照画像とを比較して前記被写界の光源を推定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記センサは、前記カットフィルタとは異なる分光感度特性を有するフィルタをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の撮像装置において、
前記センサは、前記被写界を測光する測光センサであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記画像処理部は、前記本画像および前記参照画像における前記各色成分の値の比が互いに一致するか否かに基づいて前記被写界の光源を推定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
請求項７ないし請求項１２のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記画像処理部は、前記ホワイトバランス処理がオートホワイトバランスの場合、前記本画像を複数の画像領域に分割し、前記画像領域ごとにホワイトバランスの評価値を算出し、前記調整値を前記評価値に適用して前記本画像に対する前記オートホワイトバランスの処理を施すことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項７ないし請求項１３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記画像処理部は、前記ホワイトバランス処理で用いた前記調整値を前記本画像に付加して前記記憶部に記憶することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の撮像装置により撮像された本画像を読み込む入力部と、
前記本画像に付加された調整値を取得する取得部と、
取得した前記調整値を用いて前記本画像に対する前記ホワイトバランス処理を施す画像処理部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の撮像装置により撮像された本画像を読み込む入力手順、
前記本画像に付加された調整値を取得する取得手順、
取得した前記調整値を用いて前記本画像に対する前記ホワイトバランス処理を施す画像処理手順
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホワイトバランス調整装置、撮像装置、画像処理装置および画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラなどに配置され、有害な赤外線（ＩＲ）や紫外線（ＵＶ）を除去するカットフィルタ等の分光感度特性が製造段階で生じるバラツキ、いわゆる公差により、撮像された画像に対するホワイトバランス処理が適切に施されない場合がある。
【０００３】
そこで、例えば、調整対象のデジタルカメラに、光源からの光を直接またはＩＲカットフィルタを介して撮像させ、それら２つの画像とともに、デジタルカメラの撮像素子、ＩＲカットフィルタおよび光源の分光感度データを用いて、調整対象のデジタルカメラの分光感度特性に応じたホワイトバランス補正値を算出する技術がある（特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、調整のために用いられるＩＲカットフィルタおよび光源とともに、補正対象のデジタルカメラの撮像素子の膨大なデータ量の分光感度データを予め用意する必要があり、ホワイトバランス補正値を算出するのに時間がかかるという問題がある。
【０００６】
上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、撮像装置の分光感度特性を考慮したホワイトバランス補正値を容易にかつ確度高く取得することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明を例示するホワイトバランス調整装置の一態様は、光源と、調整対象の撮像装置と、光源と撮像装置との光路上に挿脱可能で所定の波長成分の光を透過させる光フィルタと、光フィルタを光路上から退避させた時と光路上に挿入した時とにおける光源からの光を撮像装置にそれぞれ撮像させ生成される第１の画像および第２の画像を用い、撮像装置が撮像する画像に対するホワイトバランス処理の補正量を光フィルタの挿脱に伴う光源に応じて調整する調整値を算出する制御部と、を備える。
【０００８】
本発明を例示するホワイトバランス調整装置の他の態様は、波長成分が異なる光を射出する複数の光源と、調整対象の撮像装置と、撮像装置に一の光源および他の光源からの光をそれぞれ撮像させ生成される第１の画像および第２の画像を用い、撮像装置が撮像する画像に対するホワイトバランス処理の補正量を光源に応じて調整する調整値を算出する制御部と、を備える。
【０００９】
また、光源は、赤外線から紫外線までの波長成分を有する光を射出し、光フィルタは、赤外線および紫外線を遮断してもよい。
【００１０】
また、一の光源は、赤外線から紫外線までの波長成分を有する光を射出し、他の光源は、赤外線および紫外線の波長成分が除去された光を射出してもよい。
【００１１】
また、基準となる分光感度特性を有する撮像装置により撮像された第１の画像および第２の画像を第１の基準画像および第２の基準画像として記憶する記憶部を備え、制御部は、調整対象の撮像装置により撮像された第１の画像および第２の画像における各色成分の値と、第１の基準画像および第２の基準画像における各色成分の値とを比較し、光源に応じた調整値を算出してもよい。
【００１２】
また、制御部は、光源に応じた調整値の中央値、および中央値と光源に応じた調整値とのズレ量を算出してもよい。
【００１３】
本発明を例示する撮像装置の一態様は、撮像光学系と、撮像光学系を通過する光のうち赤外線および紫外線を遮断するカットフィルタと、カットフィルタを介して撮像光学系により結像される被写界を撮像して記録用の本画像を生成する撮像部と、本発明のホワイトバランス調整装置により算出された光源に応じた調整値を記憶する記憶部と、被写界の光源を推定して、推定結果に応じた調整値でホワイトバランス処理の補正量を調整し、本画像に対しホワイトバランス処理を施す画像処理部と、を備える。
【００１４】
また、操作部材を備え、画像処理部は、ユーザにより設定指示された所定の色温度のマニュアルホワイトバランスモードに対応する光源を被写界の光源と推定してもよい。
【００１５】
また、撮像部と共役な位置に配置され、カットフィルタを介さず撮像光学系により結像される被写界を撮像して、被写界の光源を推定するための参照画像を生成するセンサを備え、画像処理部は、本画像と参照画像とを比較して被写界の光源を推定してもよい。
【００１６】
また、センサは、カットフィルタとは異なる分光感度特性を有するフィルタをさらに備えてもよい。
【００１７】
また、センサは、被写界を測光する測光センサであってもよい。
【００１８】
また、画像処理部は、本画像および参照画像における各色成分の値の比が互いに一致するか否かに基づいて被写界の光源を推定してもよい。
【００１９】
また、画像処理部は、ホワイトバランス処理がオートホワイトバランスの場合、本画像を複数の画像領域に分割し、画像領域ごとにホワイトバランスの評価値を算出し、調整値を評価値に適用して本画像に対するオートホワイトバランスの処理を施してもよい。
【００２０】
また、画像処理部は、ホワイトバランス処理で用いた調整値を本画像に付加して記憶部に記憶してもよい。
【００２１】
本発明を例示する画像処理装置の一態様は、本発明の撮像装置により撮像された本画像を読み込む入力部と、本画像に付加された調整値を取得する取得部と、取得した調整値を用いて本画像に対するホワイトバランス処理を施す画像処理部と、を備える。
【００２２】
本発明を例示する画像処理プログラムの一態様は、本発明の撮像装置により撮像された本画像を読み込む入力手順、本画像に付加された調整値を取得する取得手順、取得した調整値を用いて本画像に対するホワイトバランス処理を施す画像処理手順をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、撮像装置の分光感度特性を考慮したホワイトバランス補正値を容易にかつ確度高く取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラの構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の一の実施形態に係るホワイトバランス調整装置の構成の一例を示すブロック図
【図３】一の実施形態に係るホワイトバランス調整装置による調整処理を示すフローチャート
【図４】一の実施形態に係るデジタルカメラによるホワイトバランス処理を示すフローチャート
【図５】本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラの構成の一例を示すブロック図
【図６】他の実施形態に係るデジタルカメラのホワイトバランス処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２５】
《一の実施形態》
図１は、本発明の一の実施形態に係るデジタルカメラ１００の構成の一例を示す。なお、本実施形態のデジタルカメラ１００は、一眼レフタイプのデジタルカメラとする。
【００２６】
本実施形態のデジタルカメラ１００は、交換レンズ部１０とカメラ本体２０とから構成される。なお、交換レンズ部１０は、主要部の撮像レンズ１１のみ図示し、絞り、焦点距離検出部やＣＰＵなどの他の構成は省略する。
【００２７】
一方、カメラ本体２０は、ペンタプリズム２１、再結像レンズ２２、測光センサ２３、接眼レンズ２４、クイックリターンミラー２５、サブミラー２６、焦点板２７、シャッタ２８、カットフィルタ２９、撮像素子３０、ＣＰＵ３１、焦点検出部３２、シャッタ制御部３３、記憶部３４を備える。なお、図１はカメラ本体２０の主要部分のみを示し、液晶モニタなどのモニタやレリーズ釦や電源釦などからなる操作部材等は省略されている。また、交換レンズ部１０のＣＰＵ（不図示）とカメラ本体２０のＣＰＵ３１とは不図示の接続点を介して情報伝達可能に接続されるものとする。
【００２８】
撮像レンズ１１は、複数の光学レンズにより構成され、被写界からの光束を撮像素子３０の受光面に結像する。
【００２９】
クイックリターンミラー２５は、撮影を行わない場合には、図１に示すように、撮影レンズ１１を通過してきた光束の方向に対して４５°の角度に配置される。そして、撮影レンズ１１を通過した光束は、クイックリターンミラー２５で反射され、焦点板２７上に結像してファインダ像が投影される。その投影されたファインダ像は、ペンタプリズム２１を介して、測光センサ２３および接眼レンズ２４に導かれる。ユーザは、接眼レンズ２４を介して被写界の像を目視することにより構図確認を行う。同時に、ファインダ像は、再結像レンズ２２を介して、測光センサ２３の撮像面上にも再結像される。また、クイックリターンミラー２５を透過した一部の光束は、サブミラー２６を介して焦点検出部３２に導かれる。
【００３０】
一方、撮影時には、ＣＰＵ３１の撮像指示に基づいて、クイックリターンミラー２５は、撮像レンズ１１からの光束の光路から退避し、シャッタ制御部３３によってシャッタ２８が開放されると、撮影レンズ１１からの光束はカットフィルタ２９を介して撮像素子３０に導かれる。
【００３１】
測光センサ２３は、撮像素子３０とは共役な位置に配置され、図１に示すようにクイックリターンミラー２５が下がった状態で、焦点板２７に結像される被写界のファインダ像を複数の画像領域に分割して測光し、被写界の明るさや色などの測光情報を取得する。また、測光センサ２３は、撮像素子３０による静止画像や動画の記録用画像（本画像）の撮像前の構図確認用で、モニタ（不図示）に表示される低解像度画像（スルー画像）を生成する。なお、本実施形態の測光センサ２３は、カットフィルタ２９とは異なる分光感度特性を有し、赤外線および紫外線を遮断するＵＶＩＲカットフィルタが配置されているものとする。
【００３２】
撮像素子３０は、デジタルカメラ１００の撮影モードにおいて、不図示の操作部材を構成するレリーズ釦の全押し操作に応答し、撮像レンズ１１を通過した光束によって結像された被写界の本画像を撮像するデバイスである。この撮像素子３０の出力は、不図示のＡ／Ｄ変換器に入力され、デジタルの画像信号に変換された後、不図示のバッファメモリなどに一時的に記憶される。本実施形態では、撮像素子３０と不図示のＡ／Ｄ変換器とで撮像部として動作する。なお、本実施形態の測光センサ２３および撮像素子３０は、順次走査方式の固体撮像素子（ＣＣＤ等）であっても、ＸＹアドレス方式の固体撮像素子（ＣＭＯＳ等）であってもよい。
【００３３】
また、測光センサ２３および撮像素子３０の受光面には、複数の受光素子がマトリックス状に配列されている。測光センサ２３および撮像素子３０の各受光素子には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタが公知のベイヤ配列にしたがって配置されている。そのため、測光センサ２３および撮像素子３０の各受光素子は、カラーフィルタでの色分解によってそれぞれの色に対応する画像信号を出力する。これにより、測光センサ２３および撮像素子３０は、カラーの画像を取得できる。
【００３４】
カットフィルタ２９は、撮像レンズ１１からの光束のうち、ホワイトバランス処理に対して悪影響を及ぼす赤外線および紫外線の光を遮断し、可視光の波長成分の光を通過させるバンドパスフィルタである。本実施形態のカットフィルタ２９の分光感度特性は、製造時において設計時に設定された分光感度特性から所定の範囲内でずれてしまう、いわゆる公差を有するものとする。
【００３５】
ＣＰＵ３１は、デジタルカメラ１００の各部を統括的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ３１は、制御プログラムを実行することにより、例えば、焦点検出部３２による公知の位相差検出方式の自動焦点（ＡＦ）制御や、測光センサ２３による測光情報に基づく自動露出（ＡＥ）演算などを行う。また、本実施形態のＣＰＵ３１は、画像処理プログラムの実行により、画像処理部３５として動作し、本画像に対して各種画像処理（例えば、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理など）とともに、後述するホワイトバランス補正値（補正量）に基づいてホワイトバランス処理を行う。
【００３６】
焦点検出部３２は、例えば、位相差方式による焦点検出を行い、結像される被写界の像の複数の測定点における、撮像レンズ１１の焦点状態であるデフォーカス量を検出する。ＣＰＵ３１は、取得したそのような焦点状態に基づいて、交換レンズ部１０のＣＰＵ（不図示）を介して、撮像レンズ１１などを駆動し、撮像素子３０の受光面に被写界を結像させる。
【００３７】
記憶部３４は、ＣＰＵ３１がデジタルカメラ１００の各部を制御するための制御プログラムおよび画像処理プログラムを記憶するとともに、撮像した被写界の光源、例えば、晴天や蛍光灯などの光源のホワイトバランス補正値を記憶する。また、本実施形態では、上記カットフィルタ２９が有する分光感度特性の公差に基づいて、ホワイトバランス補正値を調整する光源に応じた調整値も記憶部３４に記憶されているものとする。記憶部３４には、一般的な不揮発性の半導体メモリ等を用いることができる。
【００３８】
次に、本実施形態のデジタルカメラ１００のホワイトバランス処理について説明するにあたり、上記カットフィルタ２９が有する分光感度特性の公差による、ホワイトバランス補正値を調整する光源に応じた調整値の算出について説明する。
【００３９】
図２は、本実施形態に係るホワイトバランス調整装置２００の構成の一例を示す。本実施形態のホワイトバランス調整装置２００は、外部からの光の進入を遮断する箱４０の中に、光源５０、光学フィルタ６０、デジタルカメラ１００が配置され、箱４０の外からそれらを制御するコンピュータ７０が配置される。
【００４０】
光源５０は、自然光のように赤外線から紫外線までの幅広い波長成分を有する光を射出する光源で、例えば、Ｄ６５光源などを用いる。あるいは、例えば、太陽光を直接光ファイバなどで導き入れて、光源５０として用いてもよい。
【００４１】
光フィルタ６０は、不図示のフィルタ挿脱装置に配置され、コンピュータ７０からの制御指示に基づいて、光源５０とデジタルカメラ１００との光路上に挿入されたり退避されたりする。光フィルタ６０は、カットフィルタ２９を透過する波長帯域より狭い波長帯域の光を通過させるバンドパスフィルタであるとする。これにより、光フィルタ６０が光軸上に挿入されると、光源５０からの光の赤外線および紫外線が確実に除去され、蛍光灯に近い波長成分の光をデジタルカメラ１００に受光させることができる。
【００４２】
図３に示すフローチャートを参照しつつ、本実施形態のホワイトバランス調整装置２００による調整処理について説明する。なお、以下の説明において、光フィルタ６０が撮像レンズ１１の光路上に挿入された時に、デジタルカメラ１００が光源５０の光を撮像した画像を自然光の画像（第１の画像）とし、光フィルタ６０が光路から退避された時に、デジタルカメラ１００が光源５０の光を撮像した画像を蛍光灯の画像（第２の画像）とする。
【００４３】
コンピュータ７０は、制御部として、ホワイトバランス調整装置２００の各部を制御し、光源に応じた調整値を算出する。また、コンピュータ７０は、ハードディスク（記憶部）などに、分光感度特性が設計通りに製造されたカットフィルタおよび撮像素子のカラーフィルタを有するデジタルカメラによって撮像された自然光の画像および蛍光灯の画像を、それぞれの基準画像として予め記憶しているとする。
【００４４】
ユーザによりデジタルカメラ１００が箱４０内に設置された後、ホワイトバランス調整装置２００の電源が投入されると、ホワイトバランス調整装置２００の各部は初期化を行う。例えば、光フィルタ６０は、フィルタ挿脱装置（不図示）により光路上から退避させられる。コンピュータ７０は、ホワイトバランス補正値の調整値を算出するホワイトバランス調整プログラムを実行し、ステップＳ１０１からの処理を開始する。
【００４５】
ステップＳ１０１：コンピュータ７０は、光源５０を点灯させて、フィルタ挿脱装置（不図示）を制御して、デジタルカメラ１００に、光フィルタ６０が光路上に挿入された時と光路上から退避された時とにおける光源５０の光をそれぞれ撮像させ、自然光および蛍光灯の画像を取得する。
【００４６】
ステップＳ１０２：コンピュータ７０は、デジタルカメラ１００により撮像された自然光の画像および自然光の基準画像のデータを用い、色成分ごとに画素値の積算値を求める。コンピュータ７０は、各色成分について、基準画像の積算値に対する撮像された自然光の画像の積算値の比を求める。例えば、自然光におけるＲ成分の基準画像の積算値をＲＮｒｅｆ、デジタルカメラ１００で撮像された自然光の画像の積算値をＲＮ１００とすると、コンピュータ７０が算出するＲ成分の比ＲＮはＲＮ１００／ＲＮｒｅｆとなる。Ｇ成分およびＢ成分についても同様にＧＮ、ＢＮが算出される。なお、添え字Ｎは自然光を示す。
【００４７】
ここで、各色成分の比について簡単に説明する。もしカットフィルタ２９が設計通りの分光感度特性を有する場合、全ての色成分の比は１または互いに同じ値になる。しかしながら、実際には、カットフィルタ２９の分光感度特性は公差を有し、赤外線および紫外線を遮断する波長付近での分光感度特性が、製造段階で設計上の分光感度特性と異なる。これにより、自然光のような赤外線から紫外線までの広い波長成分を有する光を撮像した場合、公差の影響により、各色成分の比は互いに異なる値となり、ホワイトバランス処理に影響を与える。
【００４８】
そこで、カットフィルタ２９における分光感度特性の公差の影響を最小にしてホワイトバランス処理を適正に行うために、コンピュータ７０は、Ｒ成分およびＢ成分の比をそれぞれＧ成分の比で割ったゲイン値ＲＮ／ＧＮ、ＢＮ／ＧＮを、デジタルカメラ１００におけるホワイトバランス補正値を調整する調整値として算出する。
【００４９】
ステップＳ１０３：コンピュータ７０は、デジタルカメラ１００により撮像された蛍光灯の画像および蛍光灯の基準画像のデータを用い、ステップＳ１０２の自然光の場合と同様に、蛍光灯における調整値ＲＦ／ＧＦ、ＢＦ／ＧＦを算出する。添え字Ｆは蛍光灯を示す。なお、蛍光灯の場合には、光フィルタ６０を通過する光源５０の光は、デジタルカメラ１００のカットフィルタ２９よりも狭い波長成分を有することから、カットフィルタ２９の分光感度特性の公差の影響を受けず、各色成分の調整値は１となる。
【００５０】
ステップＳ１０４：コンピュータ７０は、自然光および蛍光灯の調整値から、各色成分の中央値、および中央値と自然光および蛍光灯の調整値との差分（ズレ量）を色成分ごとに算出する。
【００５１】
ステップＳ１０５：コンピュータ７０は、ステップＳ１０４において算出した各色成分の中央値と自然光および蛍光灯の差分とをデジタルカメラ１００の記憶部３４に書き込んで記録する。コンピュータ７０は、一連の調整処理を終了する。
【００５２】
次に、上記ホワイトバランス調整装置２００により算出された、各色成分の中央値と自然光および蛍光灯の差分とが記憶されたデジタルカメラ１００のホワイトバランス処理について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５３】
なお、デジタルカメラ１００は予め撮像モードに設定されているものとして、被写界を単写して静止画像の本画像を取得する場合について説明するが、連写および動画の場合についても同様に動作する。また、本実施形態のデジタルカメラ１００は、被写界の光源を自動的に推定し、推定した光源のホワイトバランス補正値でホワイトバランス処理を行うオートホワイトバランス（ＡＷＢ）処理モードと、ユーザにより予め晴天や蛍光灯など所定の色温度を有する光源が設定され、設定されたホワイトバランス補正値でホワイトバランス処理を行うマニュアルホワイトバランス（ＭＷＢ）処理モードとを有するものとする。そして、デジタルカメラ１００は、ユーザによりいずれかのＷＢ処理モードに設定されているものとする
ＣＰＵ３１は、ユーザによる操作部材（不図示）の電源釦操作により、電源投入指示を受け付け、デジタルカメラ１００の電源を投入する。ＣＰＵ３１は、記憶部３４より制御プログラムおよび画像処理プログラムを読み込んで実行し、デジタルカメラ１００を初期化する。ＣＰＵ３１は、測光センサ２３に、被写界を３０ｆｐｓなどの所定のフレームレートでスルー画像を撮像させて被写界を測光させると同時に、モニタ（不図示）にそのスルー画像を表示させる。ＣＰＵ３１は、ステップＳ２０１からの処理を開始する。
【００５４】
ステップＳ２０１：ＣＰＵ３１は、測光センサ２３からの測光情報に基づいてＡＥ演算を行い、被写界を撮像するための露出条件を算出する。ＣＰＵ３１は、ユーザによる操作部材（不図示）のレリーズ釦の全押し操作である撮像指示の信号を受信した場合、クイックリターンミラー１１を、撮像レンズ１１を通過してくる光束の光路上から退避させる。ＣＰＵ３１は、シャッタ制御部３３にシャッタ２８を開放させた後、撮像素子３０に上記露出条件で被写界の静止画像を撮像させる。撮像素子３０から出力される静止画像の画像信号は、不図示のＡ／Ｄ変換器でデジタルの画像信号に変換され、バッファメモリ（不図示）に静止画像のＲＡＷデータとして一時的に記憶される。
【００５５】
ステップＳ２０２：ＣＰＵ３１の画像処理部３５は、記憶部３４より各色成分の中央値を読み込み、ＲＡＷデータの画素値に色成分に応じた中央値をかける。すなわち、自然光および蛍光灯の調整値を案分した中央値をＲＡＷデータにかけることにより、デジタルカメラ１００のカットフィルタ２９とともに、撮像素子３０のカラーフィルタが有する分光感度特性の公差をある程度除去する。この中央値をかけることにより、後ほどのホワイトバランス処理を精度高く行うことが可能となる。
【００５６】
ステップＳ２０３：ＣＰＵ３１は、デジタルカメラ１００に設定されているＷＢ処理モードがＭＷＢ処理モードか否かを判定する。ＣＰＵ３１は、ＷＢ処理モードがＭＷＢ処理モードの場合、ステップＳ２０４（ＹＥＳ側）へ移行し、ＷＢ処理モードがＡＷＢ処理モードの場合、ステップＳ２０５（ＮＯ側）へ移行する。
【００５７】
ステップＳ２０４：画像処理部３５は、静止画像のＲＡＷデータと、例えば、静止画像が撮像される直前に測光センサ２３により撮像されたスルー画像（参照画像）の画像データとを用いて、被写界の光源を推定し、自然光か否かを判定する。
【００５８】
上述したように、測光センサ２３にも、カットフィルタ２９とは異なる分光感度特性のＵＶＩＲカットフィルタが備えられている。そのために、測光センサ２３および撮像素子３０が、例えば、晴天時の自然光下で被写界を撮像した場合、それぞれの画像における各色成分の画素値の積算値の比を求めると、その比の値は色成分ごとに異なる。これは、赤外線および紫外線を遮断する波長が測光センサ２３と撮像素子３０とで異なるために、積算値に対する赤外線および／または紫外線の寄与が異なるからである。
【００５９】
一方、蛍光灯の場合、蛍光灯の波長帯域は、測光センサ２３のカットフィルタおよびカットフィルタ２９の赤外線および紫外線以外の光を透過する波長帯域より狭いため、分光感度特性の違いによる影響を受けない。その結果、測光センサ２３および撮像素子３０が撮像した画像による各色成分の画素値の積算値の比は互いに一致する。
【００６０】
以上のことから、画像処理部３５は、静止画像のＲＡＷデータとスルー画像の画像データとにおける各色成分の積算値の比が互いに異なる場合、被写界の光源は自然光であると推定し、ステップＳ２０６（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、画像処理部３５は、各色成分の積算値の比が互いに一致する場合、被写界の光源は蛍光灯であると推定し、ステップＳ２０７（ＮＯ側）へ移行する。
【００６１】
ステップＳ２０５：画像処理部３５は、ステップＳ２０４と同様の処理を行い、各色成分の積算値の比が互いに異なる場合、被写界の光源は自然光であると推定し、ステップＳ２０８（ＹＥＳ側）へ移行する。一方、画像処理部３５は、各色成分の積算値の比が互いに一致する場合、被写界の光源は蛍光灯であると推定し、ステップＳ２０９（ＮＯ側）へ移行する。
【００６２】
ステップＳ２０６：画像処理部３５は、記憶部３４から自然光の差分とともに、予め記憶されている晴天のホワイトバランス補正値を読み込む。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、晴天のホワイトバランス補正値を自然光の差分で調整し、調整したホワイトバランス補正値で静止画像のＲＡＷデータに対してホワイトバランス処理を施す。なお、ホワイトバランス処理は公知の手法を用いることができ詳細な説明は省略する。
【００６３】
ステップＳ２０７：画像処理部３５は、記憶部３４から蛍光灯の差分とともに、予め記憶されている蛍光灯のホワイトバランス補正値を読み込む。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、蛍光灯のホワイトバランス補正値を蛍光灯の差分で調整し、調整したホワイトバランス補正値で静止画像のＲＡＷデータに対してホワイトバランス処理を施す。
【００６４】
ステップＳ２０８：画像処理部３５は、静止画像のＲＡＷデータから各色成分の画素値の平均値を求め、ホワイトバランスの評価値を算出する。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、記憶部３４から自然光の差分を読み込み、その差分を上記評価値に適用して、ＲＡＷデータに対しＡＷＢ演算処理を施す。なお、ＡＷＢ演算処理は、公知の手法を用いることができ詳細な説明は省略する。また、評価値とは、例えば、静止画像全体または静止画像を複数の画像領域に分割した画像領域ごとに求められた各色成分の平均値を用いて、（Ｒ成分の平均値／Ｇ成分の平均値）および（Ｂ成分の平均値／Ｇ成分の平均値）のように算出された値である。
【００６５】
ステップＳ２０９：画像処理部３５は、ステップＳ２０８と同様に、静止画像のＲＡＷデータからホワイトバランスの評価値を算出する。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、記憶部３４から蛍光灯の差分を読み込み、その差分を評価値に適用して、ＲＡＷデータに対しＡＷＢ演算処理を施す。
【００６６】
ステップＳ２１０：ＣＰＵ３１は、画像処理された静止画像の画像データをＪＰＥＧ形式やＹＵＶ形式などに変換してＲＡＷデータとからなる画像ファイルを生成し、記憶部３４や不図示のカードメモリなどに記録する。なお、本実施形態のＣＰＵ３１は、画像ファイルの生成にあたり、露出条件などとともに、ホワイトバランス処理に用いた各色成分の中央値および自然光および／または蛍光灯の差分の情報を、Ｅｘｉｆ（Exchangeable image file format for digital still cameras）規格に準拠したメタデータを画像ファイルのヘッダ領域に付加することが好ましい。これにより、後日、コンピュータを用いて、画像処理部３５と同様のホワイトバランス処理をＲＡＷデータに施すことができる。
【００６７】
このように、本実施形態では、撮像素子３０が撮像した自然光および蛍光灯の画像における各色成分の画素値の積分値を基準画像の積分値と比較することで、カットフィルタ２９の分光感度特性データを用いることなく、カットフィルタ２９が有する分光感度特性の公差を考慮した、デジタルカメラ１００に最適なホワイトバランス補正値を容易にかつ確度高く取得することができる。
【００６８】
また、カットフィルタ２９の分光感度特性データを用いないことから、デジタルカメラ１００の回路規模の小型化および演算処理の高速化を図ることができる。
【００６９】
さらに、撮像素子３０が撮像した自然光および蛍光灯の画像における各色成分の画素値の積分値には、撮像素子３０のカラーフィルタが有する分光感度特性の公差も重畳することから、そのカラーフィルタにおける分光感度特性の公差も適切に補正される。
《他の実施形態》
図５は、本発明の他の実施形態に係るデジタルカメラ３００の構成の一例を示す。なお、本実施形態のデジタルカメラ３００は、コンパクトタイプのデジタルカメラとする。
【００７０】
デジタルカメラ３００の構成要素のうち、一の実施形態に係るデジタルカメラ１００と同じものについては、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、図５は、一の実施形態に係るデジタルカメラ１００では、不図示であったＡ／Ｄ変換器１２、バッファメモリ１３、操作部材１４、モニタ１５をそれぞれ図示する。ただし、これらの動作は、一の実施形態に係るデジタルカメラ１００のものと同じであることから詳細な説明は省略する。さらに、カードＩ／Ｆ１６およびカードＩ／Ｆ１６に着脱可能なカードメモリ１７も図示し、本画像の画像ファイルはカードメモリ１７に記憶される。
【００７１】
本実施形態のデジタルカメラ３００と一の実施形態に係るデジタルカメラ１００との相違点は、測光センサ２３が設けられず、撮像素子３０が被写界の本画像とともにスルー画像を撮像する。このことは、撮像素子３０が本画像およびスルー画像を同じカットフィルタ２９を介して撮像するため、一の実施形態のように、本画像とスルー画像との比較から、被写界の光源を推定することができない。そこで、本実施形態のデジタルカメラ３００は、ＭＷＢ処理モードの場合、ユーザにより設定された光源に基づいたホワイトバランス処理を本画像に施し、ＡＷＢ処理モードの場合、自然光と蛍光灯との両方の差分をホワイトバランスの評価値に適用して、ＡＷＢ演算処理を本画像に施す。
【００７２】
具体的な本実施形態のデジタルカメラ３００のホワイトバランス処理について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、デジタルカメラ３００の記憶部３４には、一の実施形態の場合と同様に、ホワイトバランス調整装置２００を用いて、カットフィルタ２９が有する分光感度特性の公差を考慮した、ホワイトバランス補正値を調整する各色成分の中央値と自然光および蛍光灯の差分とが記憶されている。
【００７３】
ＣＰＵ３１は、ユーザによる操作部材１４の電源釦操作により、電源投入指示を受け付け、デジタルカメラ３００の電源を投入する。ＣＰＵ３１は、記憶部３４より制御プログラムおよび画像処理プログラムを読み込んで実行し、デジタルカメラ３００を初期化する。ＣＰＵ３１は、撮像素子３０に被写界を３０ｆｐｓなどの所定のフレームレートでスルー画像を撮像させ、モニタ１５にスルー画像を表示させる。ＣＰＵ３１は、ステップＳ３０１からの処理を開始する。
【００７４】
ステップＳ３０１：ＣＰＵ３１は、スルー画像を用いて被写界を測光してＡＥ演算を行い、被写界を撮像するための露出条件を算出する。ＣＰＵ３１は、ユーザによる操作部材１４のレリーズ釦の全押し操作である撮像指示の信号を受信した場合、撮像素子３０に上記露出条件で被写界の静止画像を撮像させる。撮像素子３０から出力される静止画像の画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタルの画像信号に変換され、バッファメモリ１３に静止画像のＲＡＷデータとして一時的に記憶される。
【００７５】
ステップＳ３０２：ＣＰＵ３１の画像処理部３５は、一の実施形態のステップＳ２０２と同様に、記憶部３４より各色成分の中央値を読み込み、ＲＡＷデータの画素値に色成分に応じた中央値をかける。
【００７６】
ステップＳ３０３：ＣＰＵ３１は、デジタルカメラ３００に設定されているＷＢ処理モードがＭＷＢ処理モードか否かを判定する。ＣＰＵ３１は、ＷＢ処理モードがＭＷＢ処理モードの場合、ステップＳ３０４（ＹＥＳ側）へ移行し、ＷＢ処理モードがＡＷＢ処理モードの場合、ステップＳ３０５（ＮＯ側）へ移行する。
【００７７】
ステップＳ３０４：画像処理部３５は、記憶部３４からＭＷＢ処理モードで設定された光源、すなわち自然光または蛍光灯の差分とともに、予め記憶されている晴天または蛍光灯のホワイトバランス補正値を読み込む。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、設定された光源のホワイトバランス補正値を差分で調整し、調整したホワイトバランス補正値で静止画像のＲＡＷデータにホワイトバランス処理を施す。
【００７８】
ステップＳ３０５：画像処理部３５は、静止画像のＲＡＷデータから各色成分の画素値の平均値を求め、ホワイトバランスの評価値を算出する。画像処理部３５は、色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理などの各種画像処理とともに、記憶部３４から自然光および蛍光灯の差分を読み込み、それらの差分を算出した評価値にそれぞれ適用して、ＲＡＷデータに対しＡＷＢ演算処理を施す。
【００７９】
ステップＳ３０６：ＣＰＵ３１は、画像処理された静止画像の画像データをＪＰＥＧ形式やＹＵＶ形式などに変換してＲＡＷデータとからなる画像ファイルを生成し、記憶部３４やカードメモリ１７などに記録する。なお、本実施形態のＣＰＵ３１は、画像ファイルの生成にあたり、露出条件などとともに、ホワイトバランス処理に用いた各色成分の中央値および自然光および／または蛍光灯の差分の情報を、Ｅｘｉｆ規格に準拠したメタデータを画像ファイルのヘッダ領域に付加することが好ましい。
【００８０】
このように、本実施形態では、撮像素子３０が撮像した自然光および蛍光灯の画像における各色成分の画素値の積分値を基準画像の積分値と比較することで、カットフィルタ２９の分光感度特性データを用いることなく、カットフィルタ２９が有する分光感度特性の公差を考慮した、デジタルカメラ３００に最適なホワイトバランス補正値を容易にかつ確度高く取得することができる。
【００８１】
また、カットフィルタ２９の分光感度特性データを用いないことから、デジタルカメラ３００の回路規模の小型化および演算処理の高速化を図ることができる。
【００８２】
さらに、撮像素子３０が撮像した自然光および蛍光灯の画像における各色成分の画素値の積分値には、撮像素子３０のカラーフィルタが有する分光感度特性の公差も重畳することから、そのカラーフィルタにおける分光感度特性の公差も適切に補正される。
《実施形態の補足事項》
（１）上記実施形態では、画像処理部３５の処理を、ＣＰＵ３１がソフトウエア的に実現する例を説明したが、ＡＳＩＣを用いてこれらの各処理をハードウエア的に実現してもよい。
【００８３】
（２）上記実施形態では、デジタルカメラ１００、３００の画像処理部３５に、各色成分の中央値と自然光および／または蛍光灯の差分とを用いて、カットフィルタ２９における分光感度特性の公差を考慮してホワイトバランス補正値を調整したが、本発明はこれに限定されず、自然光および蛍光灯の調整値を用いて調整してもよい。
【００８４】
また、例えば、コンピュータに本発明の画像処理プログラムを実行させ、自然光および／または蛍光灯の調整値、あるいは各色成分の中央値と自然光および／または蛍光灯の差分との情報が付加された本画像の画像ファイルを読み込ませることにより、コンピュータを本発明の画像処理装置として機能させてもよい。
【００８５】
（３）上記実施形態では、ホワイトバランス調整装置２００は、１つの光源５０と光フィルタ６０とを用いて、デジタルカメラ１００、３００における自然光および蛍光灯の調整値を算出したが、本発明これに限定されない。例えば、ホワイトバランス調整装置２００は、光フィルタ６０を設けず、少なくとも赤外線から紫外線までの波長成分の光を射出するＤ６５光源などの光源と蛍光灯や白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源とを用い、デジタルカメラ１００、３００における自然光および蛍光灯の調整値を算出してもよい。
【００８６】
（４）上記実施形態では、ＭＷＢ処理モード時に選択設定される光源のホワイトバランス補正値が記憶部３４に予め記憶され、その光源が晴天および蛍光灯としたが、本発明これに限定されず、曇天や室内、電球などの光源のホワイトバランス補正値が記憶されてもよい。ただし、曇天や室内、電球などの光源のホワイトバランス補正値や調整値は、晴天および蛍光灯のホワイトバランス補正値や自然光および蛍光灯の調整値を適宜案分したものであってもよい。
【００８７】
（５）上記実施形態では、ＣＰＵ３１は、画像処理された静止画像の画像データをＪＰＥＧ形式やＹＵＶ形式などに変換してＲＡＷデータとからなる画像ファイルを生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＣＰＵ３１は、画像処理された静止画像の画像データをＪＰＥＧ形式やＹＵＶ形式などに変換して、その画像データの画像ファイルのみ生成してもよく、この場合、ホワイトバランス処理に使用した各色成分の中央値と自然光および／または蛍光灯の差分とを付加しなくてもよい。あるいは、ＣＰＵ３１は、静止画像のＲＡＷデータの画像ファイルのみ生成してもよく、この場合、ホワイトバランス処理に使用した各色成分の中央値と自然光および／または蛍光灯の差分とを付加するのが好ましい。
【００８８】
（６）上記実施形態では、調整値はＲＮ／ＧＮ、ＢＮ／ＧＮなどのゲインで表したが、本発明はこれに限定されず、例えば、３×３のマトリックス、あるいはゲインとマトリックスとの双方で表されてもよい。
【００８９】
（７）上記一の実施形態では、ＭＷＢ処理モードの場合、ステップＳ２０４において、ＣＰＵ３１が、本画像および測光センサ２３が撮像したスルー画像の画像データを用いて、被写界の光源を推定したが、本発明はこれに限定されず、ユーザによるＭＷＢ処理モードで設定された光源をも考慮して推定するようにしてもよい。
【００９０】
（８）上記一の実施形態では、測光センサ２３は、カットフィルタ２９とは異なる分光感度特性のＵＶＩＲカットフィルタが備えられるとしたが、少なくともカットフィルタ２９の分光感度特性の公差をまたがない分光感度特性を有することが好ましい。
【００９１】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…交換レンズ部、１１…撮像レンズ、２０…カメラ本体、２１…ペンタプリズム、２２…再結像レンズ、２３…測光センサ、２４…接眼レンズ、２５…クイックリターンミラー、２６…サブミラー、２７…焦点板、２８…シャッタ、２９…カットフィルタ、３０…撮像素子、３１…ＣＰＵ、３２…焦点検出部、３３…シャッタ制御部、３４…記憶部、３５…画像処理部、１００…デジタルカメラ
【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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