(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタイミングごとに画像を撮像する撮像部と、
上記撮像部によって撮像された上記画像の撮像状態を解析する解析部と、
上記解析部の解析結果に基づいて上記画像の撮像状態が変化する周期性を検出する検出部と、
上記検出部により検出された周期性に応じて記憶部に格納されているガンマカーブの特性を調整する調整部と、
上記調整されたガンマカーブに基づいて上記画像に対してガンマ補正を施すガンマ補正部と
を具える撮像装置。
【請求項２】
上記調整部は、
上記解析部の解析結果に応じて上記ガンマカーブのうち特定の領域の特性のみを部分的に調整する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記調整部は、
上記検出部により検出された周期性に応じて、所定の輝度レベル以上の画素数が平均化するように上記ガンマカーブを調整する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
所定のタイミングごとに画像を撮像する第１のステップと、
上記第１のステップで撮像された上記画像の撮像状態を解析する第２のステップと、
上記第２のステップでの解析結果に基づいて上記画像の撮像状態が変化する周期性を検出する第３のステップと、
上記第３のステップで検出された周期性に応じて記憶部に格納されているガンマカーブの特性を調整する第４のステップと、
上記調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施す第５のステップと
を具える撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置及びその方法に関し、例えばディジタルスチルカメラに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタルスチルカメラにおいては、被写体の階調特性を補正することを目的としていわゆるガンマ（γ）補正回路が設けられている。このディジタルスチルカメラでは、ガンマ補正回路などの種々の信号処理回路が配置されているＤＳＰ（Digital Signal Proceesor）内部に、ガンマ補正する際に必要な複数のガンマカーブが予め記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）が設けられている。
【０００３】
これによりガンマ補正回路は、撮像された画像に応じてＲＯＭに記憶されている複数のガンマカーブのうち所望のガンアカーブを選択して読み出し、当該読み出したガンマカーブに基づくガンマ補正を行うようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成のディジタルスチルカメラにおいては、複数のガンマカーブをＲＯＭに記憶しておく必要があることから、当該ＲＯＭのメモリ容量が大きくなる不都合があった。
【０００５】
またこのディジタルスチルカメラでは、ガンマ補正回路の前段に増幅器が設けられ、当該増幅器が各画素の輝度レベルを増幅するようになされていることから、輝度レベルの低いノイズ成分までも増幅されてしまうことになり、その分、画質が劣化することを避け得ない問題があった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で画質を向上し得る撮像装置及びその方法を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定のタイミングごとに画像を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された画像の撮像状態を解析する解析部と、解析部の解析結果に基づいて画像の撮像状態が変化する周期性を検出する検出部と、検出部により検出された周期性に応じて記憶部に格納されているガンマカーブの特性を調整する調整部と、調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施すガンマ補正部とを設けるようにした。
【０００８】
このように撮像された画像の撮像状態を解析し、その解析結果に基づいて撮像状態が変化する周期性を検出し、その周期性に応じて記憶手段に格納されているガンマカーブの特性を調整し、当該調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施すことにより、記憶手段の記憶容量を削減しながら周期的に変化する撮像状態に応じたガンマ補正を施すことができる。
【０００９】
また本発明においては、所定のタイミングごとに画像を撮像する第１のステップと、第１のステップで撮像された画像の撮像状態を解析する第２のステップと、第２のステップでの解析結果に基づいて画像の撮像状態が変化する周期性を検出する第３のステップと、第３のステップで検出された周期性に応じて記憶部に格納されているガンマカーブの特性を調整する第４のステップと、調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施す第５のステップとを設けるようにした。
【００１０】
このように撮像された画像の撮像状態を解析し、その解析結果に基づいて撮像状態が変化する周期性を検出し、その周期性に応じて記憶手段に格納されているガンマカーブの特性を調整し、当該調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施すことにより、記憶手段の記憶容量を削減しながら周期的に変化する撮像状態に応じたガンマ補正を施すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
図１において、１は全体としてディジタルスチルカメラの構成を示し、固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device ）２によって撮像された画像信号Ｓ１を増幅器３に入力する。増幅器３は、相関２重サンプリング法（Correlated Double Sampling）によって画像信号Ｓ１のノイズ成分を低減した後、所望のレベルに増幅し、その結果得た画像信号Ｓ２をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路４に送出する。
【００１３】
Ａ／Ｄ変換回路４は、画像信号Ｓ２をアナログディジタル変換し、その結果得た画像データＳ３をＤＳＰ（Digital Signal Proceesor）５のクランプ／補間回路６に送出する。クランプ／補間回路６は、画像データＳ３から黒レベル分を減算した後、当該黒レベル分が減算された画像データＳ３に対して補間処理を施しながら赤色画像データＳ４Ｒ、緑色画像データＳ４Ｇ及び青色画像データＳ４Ｂを生成し、これらをオートホワイトバランス回路７及び検出部８送出する。
【００１４】
オートホワイトバランス回路７は、光源による色調の変化を調整するオートホワイトバランス調整を行うための回路であり、赤色画像データＳ４Ｒ、緑色画像データＳ４Ｇ及び青色画像データＳ４Ｂそれぞれに対してオートホワイトバランス調整を施し、その結果得られる赤色画像データＳ５Ｒ、緑色画像データＳ５Ｇ及び青色画像データＳ５Ｂをガンマ補正回路９及び検出部８に送出する。
【００１５】
検出部８は、クランプ／補間回路６から供給される赤色画像データＳ４Ｒ、緑色画像データＳ４Ｇ及び青色画像データＳ４Ｂと、オートホワイトバランス回路７から供給される赤色画像データＳ５Ｒ、緑色画像データＳ５Ｇ及び青色画像データＳ５Ｂとから、輝度信号をそれぞれ検出し、当該検出された輝度信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｆを制御部１０に送出する。
【００１６】
制御部１０は、検出部８から供給される輝度信号Ｓ６Ａ〜Ｓ６Ｆに基づいて被写体の撮像状態を解析する。ところでＲＡＭ（Random Access Memory）１１には、単一のガンマカーブが予め記憶されており、制御部１０は、被写体の撮像状態の解析結果に基づいて当該ＲＡＭ１１に記憶されているガンマカーブの特性を変化させ、当該特性が変化したガンマカーブをガンマカーブデータＳ７としてガンマ補正回路９に送出する。
【００１７】
ガンマ補正回路９は、ガンマカーブデータＳ７に基づいて、赤色画像データＳ５Ｒ、緑色画像データＳ５Ｇ及び青色画像データ５Ｂそれぞれに対して、被写体の撮像状態に応じたガンマ補正を施し、その結果得た赤色画像データＳ８Ｒ、緑色画像データＳ８Ｇ及び青色画像データＳ８ＢをＹＣマトリクス回路１２に送出する。
【００１８】
ＹＣマトリクス回路１２は、赤色画像データＳ８Ｒ、緑色画像データＳ８Ｇ及び青色画像データ８Ｂに対して所定のデータ処理を施して例えばＮＴＳＣ（National Television System）方式のテレビジョン信号に変換し、その結果得られる赤色信号Ｓ９Ｒ、緑色信号Ｓ９Ｇ、青色信号Ｓ９Ｂ、輝度信号Ｓ９Ｙ及び色信号Ｓ９Ｃを外部のモニタに送出する。
【００１９】
なお制御部１０は、ユーザの入力操作によって入力部１３から供給される入力情報を基に各回路の動作を制御するようになされている。またタイミングジェネレータ１４は、所定のタイミング信号を発生し、これをＣＣＤ２、増幅器３及び制御部１０に送出することにより、これらＣＣＤ２、増幅器３及び制御部１０の動作タイミングを制御する。
【００２０】
ここで図２を用いて固定のガンマカーブに基づくガンマ補正を施す場合について説明する。この場合、図２（Ａ）に示すように、撮像された画像のうち検波枠Ａから画面全体の輝度分布が検出されると共に、検波枠Ｂから被写体の輝度分布が検出されるようになされている。
【００２１】
図２（Ｂ）は、この検出された輝度分布を示す。この図２（Ｂ）において、Ｘ軸はガンマ補正前の輝度レベルを示し、Ｙ軸はガンマ補正後の輝度レベルを示す。ガンマ補正は、撮像された画像の輝度分布をガンマカーブを介してＹ軸に投影するすることにより行われる。この場合、検波枠Ｂによって検出された輝度分布すなわち被写体の輝度分布の範囲は、ガンマ補正前は広いのに対して、ガンマ補正後は狭くなっている。従ってガンマ補正後の画像は、図２（Ｃ）に示すように、被写体の輝度分布がつぶれたような画像になっている。
【００２２】
続いて図３を用いて本実施の形態による可変のガンマカーブに基づくガンマ補正を施す場合について説明する。この場合、図３（Ｂ）に示すように、検波枠Ｂによって検出された輝度分布すなわち被写体の輝度分布の範囲は、ガンマ補正前は広く、またガンマ補正後においても、図２（Ｂ）に示すガンマ補正の場合に比して広くなっている。従ってガンマ補正後の画像は、図３（Ｃ）に示すように、被写体の輪郭が明確でかつ鮮明な画像になっている。
【００２３】
ここで図４を用いて上述した可変のガンマカーブに基づくガンマ補正を施しフリッカを低減する方法について説明する。ここで図４（Ａ）は、撮像される画像の輝度ヒストグラムがフィールド毎に変化する様子を示す。この場合、図中斜線部で示す輝度レベルが所定レベル以上の領域において、フリッカが発生していることがわかる。図４（Ｂ）は、ガンマカーブの特性を蛍光灯のフリッカに応じて変化させる様子を示す。
【００２４】
そして図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示すようなフィールド毎に輝度ヒストグラムが変化する各画像それぞれに対して、図４（Ｂ）に示すガンマカーブに基づくガンマ補正を施すことにより、図中斜線部で示す領域の検出画素数を平均化し、フリッカを低減する様子を示す。
【００２５】
以上の構成において、制御部１０は、撮像された画像の撮像状態を解析し、その解析結果に応じてＲＡＭ１１に格納されているガンマカーブの特性を変化させる。そしてガンマ補正回路９は、撮像された画像に対して当該特性が変化したガンマカーブに基づいくガンマ補正を施すことにより、所望の画像領域の輝度帯域を強調してダイナミックレンジを拡大することができる。
【００２６】
例えば撮像された被写体の輝度分布が狭い場合には、当該被写体の輝度分布を広げるようなガンマ補正を施すことにより、被写体の輪郭を強調した画像を得ることができる。また、被写体に比して背景の領域中に輝度レベルの高い輝度分布が多く存在する場合には、被写体の輝度レベルを上げると共に背景の輝度レベルを下げるようなガンマ補正を施すことにより、被写体を鮮明にした画像を得ることができる。
【００２７】
その際、ガンマカーブのうち所望の画像領域に対応する部分のみの特性を変化させれば、例えば画像認識の分野において特定の輝度帯域を強調して画像検出を行うことができる。
【００２８】
また制御部１０は、撮像された画像の解析結果に応じてＲＡＭ１１に格納されているガンマカーブの特性を変化させることにより、従来のように複数のガンマカーブをＲＯＭに記憶しておくような必要がなく、その分、メモリ容量を削減することができる。
【００２９】
さらに制御部１０は、撮像された画像の解析結果に基づいて、増幅器３によって増幅された輝度レベルの低いノイズ成分を低減させるような特性のガンマカーブに変化させることにより、当該ノイズ成分を低減することができる。
【００３０】
さらに制御部１０は、画像の解析結果を基にフリッカがフィールド毎に変化する周期性を検出し、その検出結果に応じてガンマカーブを変化させることにより、当該フリッカを低減することができる。
【００３１】
以上の構成によれば、撮像された画像の撮像状態を解析し、その解析結果に応じてＲＡＭ１１に格納されているガンマカーブの特性を変化させ、当該特性が変化したガンマカーブに基づいてガンマ補正を施すことにより、メモリ容量を削減しながら撮像状態に応じたガンマ補正を施すことができ、かくして簡易な構成で一段と画質を向上し得る。
【００３２】
なお上述の実施の形態においては、本発明をディジタルスチルカメラ１に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば監視カメラなどのように、他の種々の撮像装置に本発明を広く適用し得る。
【００３３】
また上述の実施の形態においては、撮像手段として、ＣＣＤ２を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＣＭＯＳ（Complementory Metal Oxide Semiconductor ）のような他の種々の撮像手段を適用するようにしても良い。
【００３４】
さらに上述の実施の形態においては、解析手段として、制御部１０を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、撮像手段によって撮像された画像の撮像状態を解析する他の種々の解析手段を適用するようにしても良い。
【００３５】
さらに上述の実施の形態においては、記憶手段として、ＲＡＭ１１を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ガンマカーブを記憶する他の種々の記憶手段を適用するようにしても良い。
【００３６】
さらに上述の実施の形態においては、調整手段として、制御部１０を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、解析手段の解析結果に応じて記憶手段に格納されているガンマカーブの特性を調整する他の種々の調整手段を適用するようにしても良い。
【００３７】
さらに上述の実施の形態においては、ガンマ補正手段として、ガンマ補正回路９を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施す他の種々のガンマ補正手段を適用するようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、このように撮像された画像の撮像状態を解析し、その解析結果に基づいて撮像状態が変化する周期性を検出し、その周期性に応じて記憶手段に格納されているガンマカーブの特性を調整し、当該調整されたガンマカーブに基づいてガンマ補正を施すことにより、記憶手段の記憶容量を削減しながら周期的に変化する撮像状態に応じたガンマ補正を施すことができ、かくして簡易な構成で一段と画質を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディジタルスチルカメラの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】通常のガンマ補正の説明に供する略線図である。
【図３】本実施の形態によるガンマ補正の説明に供する略線図である。
【図４】ガンマ補正によるフリッカの低減の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１……ディジタルスチルカメラ、２……ＣＣＤ、３……増幅器、４……Ａ／Ｄ変換回路、５……ＤＳＰ、６……クランプ／補正回路、７……オートホワイトバランス回路、８……検出部、９……ガンマ補正回路、１０……制御部、１２……ＹＣマトリクス回路、１３……入力部、１４……タイミングジェネレータ。
【図１】
0004359803.tif 000002
【図２】
0004359803.tif 000003
【図３】
0004359803.tif 000004
【図４】
0004359803.tif 000005