(57)【要約】【課題】系全体の特性に対して適切なシェーディング補正パラメータを決定することができるシェーディング補正パラメータ決定方法、プログラム、及び記憶媒体を提供する。【解決手段】撮影時にシェーディング補正後にガンマ補正が行われるカメラにおいて、シェーディング補正パラメータを決定する際に、輝度分布データと理想的な輝度分布データとに対してそれぞれガンマ補正の逆変換を行い、逆変換後の逆変換後の輝度分布データ及び逆変換後の理想的な輝度分布データを用いて、逆変換後の理想的な輝度分布データを逆変換後の輝度分布データ割った倍率をシェーディング補正パラメータとして用いるようにしたので、適切なシェーディング補正パラメータを決定することができる。【選択図】図１
2009303005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の際にシェーディング補正をした後にガンマ補正を行うデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法において、
輝度分布データを生成し、該輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成し、前記輝度分布データ及び前記補正後輝度分布データに対してそれぞれ前記ガンマ補正の逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成し、前記逆変換補正後輝度分布データを前記逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとすることを特徴とするシェーディング補正パラメータ決定方法。
【請求項２】
前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最小値を用いることを特徴とする、請求項１に記載のシェーディング補正パラメータ決定方法。
【請求項３】
前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最大値を用いることを特徴とする、請求項１に記載のシェーディング補正パラメータ決定方法。
【請求項４】
前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は平均値を用いることを特徴とする、請求項１に記載のシェーディング補正パラメータ決定方法。
【請求項５】
コンピュータに、デジタルカメラのシェーディング補正手段が撮影の際にシェーディング補正をする手順、シェーディング補正した後にガンマ補正手段がガンマ補正をする手順、除算手段がシェーディング補正パラメータを決定する手順を実行させるプログラムにおいて、
前記コンピュータに、輝度分布データ生成手段に輝度分布データを生成させる手順、補正後輝度分布データ手段に該輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成させる手順、逆変換手段に前記輝度分布データ及び前記補正後輝度分布データに対してそれぞれ前記ガンマ補正の逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成させる手順、除算手段に前記逆変換補正後輝度分布データを前記逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとさせる手順を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェーディング補正パラメータ決定方法、プログラム、及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、シェーディング補正を行わないで得られるＪＰＥＧ画像から輝度分布データＤBを生成し、この輝度分布データＤBから、シェーディング補正を行った場合に得られると期待する理想的な輝度分布データＤBIを生成し、理想的な輝度分布データＤBIを輝度分布データＤBで割った倍率Ｍを算出し、その倍率Ｍをシェーディング補正パラメータとしていた。
【０００３】
シェーディング補正に関する技術が特許文献１〜４に開示されている。
特許文献１に記載の発明は「シェーディング補正データ生成装置」に関する発明であり、「基準白板の読取りデータ読込みのための副走査位置情報を位置メモリに設定する手段；画像光を画像信号に変換するためのイメージセンサに画像光を投影する光学手段と基準白板の一方を、他方に対して副走査する副走査駆動の間に、副走査位置情報に基づいて基準白板の読取りデータ読込み指示信号を発生する手段；および、指示信号に応答してイメージセンサが基準白板を読取った画像データを読込みシェーディング補正データを生成してデータメモリに格納する補正データ保存手段；」で構成されている。
すなわち、特許文献１では、基準白板を読み込み、その画像データからシェーディング補正データを生成するシェーディング補正データ生成装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２に記載の発明は、「画像処理装置」に関する発明であり、「所望の撮影設定条件で被写体を撮影することで得られる撮影画像データを補正する画像処理装置であって、シェーディング補正データを記憶した記憶手段と、シェーディング補正データから撮影設定条件に応じたシェーディング補正データを算出する演算手段と、算出されたシェーディング補正データを用いて撮影画像データに対するシェーディング補正を施す補正手段と」で構成されている。
すなわち、特許文献２では、所望の撮影設定条件に応じたシェーディング補正データを、あらかじめ記憶しているシェーディング補正データから算出する演算手段と、そこで算出されたシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を施す画像処理装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３に記載の発明は、「画像処理装置」に関する発明であり、「撮像素子からの信号を増幅するゲインの設定を変更することによりＩＳＯ（International Standard Organization：国際標準化機構によって採用された規格によるフィルムの露光指数）感度を設定する設定手段と、ＩＳＯ感度に基づいて、被写体の画像を画像データとして撮像する撮像手段と、撮像素子により発生するシェーディングを補正する第１のシェーディング補正データを記憶する記憶手段と、ＩＳＯ感度に応じたゲイン量およびＩＳＯ感度に応じたオフセット量を、記憶手段に記憶された第１のシェーディング補正データに対して演算することにより、第２のシェーディング補正データを算出する演算手段と、第２のシェーディング補正データを用いて、画像データに対するシェーディング補正を行う補正手段と」で構成されている。
すなわち、特許文献３では、ＩＳＯ感度に応じたゲイン量およびオフセット量を用いて、あらかじめ記憶されているシェーディング補正データに対して演算することにより、ＩＳＯ感度に応じたシェーディング補正を行う画像処理装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４に記載の発明は、「デジタルカメラ」に関する発明であり、「複数のシェーディング補正特性を格納する記憶手段と、記憶手段からシェーディング補正特性を選択するシェーディング補正特性選択手段と、選択されたシェーディング補正特性に基づいてシェーディング補正処理を実行する補正処理実行手段と」で構成されている。
すなわち、特許文献４では、複数のシェーディング補正特性を記憶しておき、そこから撮影環境などに応じてシェーディング補正特性を選択デジタルカメラが開示されている。
【０００７】
一般にレンズを有するデジタルカメラ等の撮影装置においては、均一光源下の被写体を撮影した場合に、撮影された画像の周辺の明るさが暗くなる（周辺光量低下）ことが知られている（図４参照）。この周辺光量の低下は主としてレンズ特性に起因するものである。そのため、シェーディング補正では撮像素子から光電変換され出力されるデータに対し、直接補正演算を行うことが多い。
図４は、周辺光量を示す図である。同図において、横軸がレンズの中心からの距離を示し、縦軸が光量比を示す。
【０００８】
一般にデジタルカメラでは、撮像素子から光電変換され出力されてくるデータに対し、ガンマ補正がかけられている。ガンマ補正は一般に非線形変換であることが多い（図６参照）。
図６は、ガンマテーブルを示す図である。同図において、横軸がレンズの中心からの距離を示し、縦軸がシェーディング補正パラメータを示す。
【特許文献１】特開２００６−２４５７１７号公報
【特許文献２】特開２００３−２４４５１３号公報
【特許文献３】特許第３７０３４３６号公報
【特許文献４】特開２００７−１０４５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、デジタルカメラにおいて、輝度分布データＤBを生成する際に、シェーディング補正は行っていないものの、ガンマ補正は行われている。ガンマ補正は非線形で、12ビットの入力値を8ビットの出力値に変換するものである（シェーディング補正は、12ビットから12ビットへの変換）。
【００１０】
よって、デジタルカメラにおいて、理想的な輝度分布データＤBIを輝度分布データＤBで割った倍率をシェーディング補正パラメータとして用いた場合、ガンマ補正は考慮されていないため、シェーディング補正（周辺光量落ちの補正）を行っても、理想とする輝度分布データが得られない場合があった。その場合、デジタルカメラの生産時に、シェーディング補正パラメータを、得られる輝度分布データを確認しながら微調整する必要があった。
【００１１】
また、均一輝度の被写体を撮影し、その出力画像も均一輝度になるようにシェーディング補正を行うのであれば、ガンマ補正を非線形ではなく線形変換とすれば、容易に補正データを算出することが可能である。しかし、周辺光量の低下はレンズ固有の特性を持つため、これを完全に除去することはカメラの持つ個性が失われる。とはいえ、周辺光量があまりにも低いカメラでは、好ましい撮影画像を得ることができない。
【００１２】
周辺光量はレンズの特性に大きく支配されるため、周辺光量の低下を防ぐようにレンズを含む光学系を設計する必要があるが、ここでの制約が大きいとコストに影響してくるため、ある程度の光学特性をレンズ側で確保した後に、デジタル信号処理でシェーディング補正を行うことが、製造側、使用者側の両者の利益となる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、系全体の特性に対して適切なシェーディング補正パラメータを決定することができるシェーディング補正パラメータ決定方法、プログラム、及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮影の際にシェーディング補正をした後にガンマ補正を行うデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法において、輝度分布データを生成し、該輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成し、前記輝度分布データ及び前記補正後輝度分布データに対してそれぞれ逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成し、前記逆変換補正後輝度分布データを前記逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとすることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最小値を用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最大値を用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は平均値を用いることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、コンピュータが、デジタルカメラのシェーディング補正手段が撮影の際にシェーディング補正をする手順、シェーディング補正した後にガンマ補正手段がガンマ補正をする手順、除算手段がシェーディング補正パラメータを決定する手順を実行させるプログラムにおいて、前記コンピュータが、輝度分布データ生成手段に輝度分布データを生成させる手順、補正後輝度分布データ手段に該輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成させる手順、逆変換手段に前記輝度分布データ及び前記補正後輝度分布データに対してそれぞれ逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成させる手順、除算手段に前記逆変換補正後輝度分布データを前記逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとさせる手順を実行させることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮影時にシェーディング補正後にガンマ補正が行われるカメラにおいて、シェーディング補正パラメータを決定する際に、輝度分布データＤBと理想的な輝度分布データＤBIとに対してそれぞれガンマ補正の逆変換（8ビットから12ビットへの変換）を行い、逆変換後（つまりガンマ補正をかける前）の逆変換後の輝度分布データＤB’及び逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を用いて、逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を逆変換後の輝度分布データＤB’割った倍率（12ビット上での倍率）Ｍ’をシェーディング補正パラメータとして用いるようにした。
以上により、適切なシェーディング補正パラメータを決定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜デジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法＞
本発明に係るデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法の一実施の形態は、撮影の際にシェーディング補正をした後にガンマ補正を行うデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法において、輝度分布データを生成し、輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成し、輝度分布データ及び補正後輝度分布データに対してそれぞれ逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成し、逆変換補正後輝度分布データを逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとすることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、撮影時にシェーディング補正後にガンマ補正が行われるカメラにおいて、シェーディング補正パラメータを決定する際に、輝度分布データＤBと理想的な輝度分布データＤBIとに対してそれぞれガンマ補正の逆変換を行い、逆変換後の逆変換後の輝度分布データＤB’及び逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を用いて、逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を逆変換後の輝度分布データＤB’割った倍率Ｍ’をシェーディング補正パラメータとして用いるようにした。以上により、適切なシェーディング補正パラメータを決定することが可能となる。
【００２３】
本発明に係るデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最小値を用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は最大値を用いることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るデジタルカメラのシェーディング補正パラメータ決定方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、ガンマ補正は、複数の入力値に対してひとつの出力値が得られる補正であり、その逆変換で使用する出力値は平均値を用いることを特徴とする。
【００２６】
＜プログラム及び記憶媒体＞
以上で説明した本発明のデジタルカメラは、コンピュータで処理を実行させるプログラムによって実現されている。コンピュータとしては、例えばマイクロプロセッサやマイクロコントローラなどの汎用的なものが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定のためのフローチャートの一例である。
本発明に係るプログラムの一実施の形態は、コンピュータに、デジタルカメラのシェーディング補正手段が撮影の際にシェーディング補正をする手順、シェーディング補正した後にガンマ補正手段がガンマ補正をする手順、除算手段がシェーディング補正パラメータを決定する手順を実行させるプログラムにおいて、コンピュータに、輝度分布データ生成手段に輝度分布データを生成させる手順（処理１０）、補正後輝度分布データ手段に輝度分布データからシェーディング補正を行って得られる補正後輝度分布データを生成させる手順（処理１１）、逆変換手段に輝度分布データ及び補正後輝度分布データに対してそれぞれ逆変換を行って逆変換輝度分布データ及び逆変換補正後輝度分布データを生成させる手順（処理１２）、除算手段に逆変換補正後輝度分布データを逆変換輝度分布データで割った倍率をシェーディング補正パラメータとさせる手順（処理１３）を実行させることを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、撮影時にシェーディング補正後にガンマ補正が行われるカメラにおいて、シェーディング補正パラメータを決定する際に、輝度分布データＤBと理想的な輝度分布データＤBIとに対してそれぞれガンマ補正の逆変換を行い、逆変換後の逆変換後の輝度分布データＤB’及び逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を用いて、逆変換後の理想的な輝度分布データＤBI’を逆変換後の輝度分布データＤB’割った倍率Ｍ’をシェーディング補正パラメータとして用いるようにした。以上により、適切なシェーディング補正パラメータを決定することが可能となる。
【００２９】
これにより、プログラムが実行可能なコンピュータ環境さえあれば、どこにおいても本発明のデジタルカメラを実現することができる。
このようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。
ここで、記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（CD Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）等の半導体メモリが挙げられる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【実施例】
【００３１】
図８（ａ）は、本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定方法を適用したデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラという）の一実施例を示す上面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の正面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）の背面図である。また、図２は、図８（ａ）〜（ｃ）に示したデジタルカメラのシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【００３２】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、デジタルカメラ本体の上面には、レリーズスイッチ（レリーズシャッタ）ＳＷ（switch）１、モードダイヤルスイッチＳＷ２、およびサブＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）１が配設されている。
【００３３】
また、デジタルカメラ本体の正面には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、測距ユニット５、リモートコントロール受光部６が設けられている。
【００３４】
デジタルカメラの背面には、電源スイッチＳＷ１３、ＬＣＤモニタ１２３、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ（light-emitting diode：発光ダイオード）９、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定・削除するセルフタイマスイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、手ぶれ補正スイッチＳＷ１４が設けられている。カメラ本体の側面にはメモリカード／電池装填室の蓋２が設けられている。
【００３５】
ここで、ＡＦＬＥＤ８は、Auto Focus Light Emitting Diodeの略であり、自動焦点発光ダイオードを意味し、ストロボＬＥＤと同様に撮影者側に向けて設けているため、ＡＦの状態を、ＯＫならば緑、ＮＧならば赤のように表示する機能を有する。
【００３６】
デジタルカメラの各部材の機能および作用は公知であるので、その説明は省略することにし、次にカメラの内部のシステム構成を図２に基づき図８を参照しながら説明する。
【００３７】
図２に示すように、１０４はデジタルスチルカメラプロセッサ（以下、プロセッサという）である。このプロセッサ１０４は、Ａ／Ｄ（analog/digital：アナログ／デジタル）変換器１０４１１、ＣＡＭＩＦブロック１０４１（主に光学的な補正処理と信号取り込み制御を中心に行うブロック）、ＩＳＰブロック１０４２（デジタル信号処理を中心に行うブロック）、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）ブロック１０４３、ローカルＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）１０４４、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ブロック１０４５、シリアルブロック１０４６、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group：データ圧縮方式の一種）・ＣＯＤＥＣ（COder and DECoder：符号器／復号器）ブロック（ＪＰＥＧ圧縮・伸長を行うブロック）１０４７、表示ブロック（画像データを液晶モニタ・ＴＶなどの外部表示機器に表示させるためのビデオ信号に変換するブロック）１０４９、メモリカードコントローラブロック（撮影画像データを記録するメモリカードの制御を行うブロック）１０４１０を有している。
これらの各ブロックは相互にバスラインで接続されている。
【００３８】
ここで、ＩＳＰとは、Image Signal Processorの略で、ＣＡＭＩＦで補正された信号や計測結果をもとに、表示や保存に必要な各種画像処理を行う機能を有する。
【００３９】
また、ＣＡＭＩＦは、camera Inter Faceの略であり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）などの素子からのデータを入力し、主として撮像信号の補正や補正に必要な計測処理を行う機能を有する。
【００４０】
さらに、プロセッサ１０４の外部にはＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス設定、γ設定が行われた状態の画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データ、色差データ変換が行われた状態の画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データ）を保存するＳＤＲＡＭ１０３が配置されている。このＳＤＲＡＭ１０３はプロセッサ１０４にメモリコントローラ（図示せず）、バスラインを介して接続されている。
【００４１】
ここで、ＳＤＲＡＭとは、Synchronous Dynamic RAMの略であり、コンピュータのメインメモリに用いられるメモリ製品の規格の一種である。また、外部バスインターフェースが一定周期のクロック信号に同期して動作するように改良されたＤＲＡＭである。66MHz,100MHz,133MHzの外部クロックに同期して動作する。
【００４２】
また、ＲＡＷとは、生の画像データを示す。デジタルカメラでは通常、ＣＡＭＩＦで補正されたデータに対し、ＩＳＰでノイズ除去や色補正、エッジ強調等の処理を行いＪＰＥＧ画像にエンコードして出力するが、これらの処理を適用しない状態のデータを示す。
【００４３】
さらに、ＹＵＶのうちＹは輝度信号、Ｕは輝度信号と青色成分との差、Ｖは輝度信号と赤色成分との差の３つの情報で色を表す形式をいう。人間の目が色の変化よりも明るさの変化に敏感な性質を利用して輝度情報により多くのデータ量を割り当てることで、少ない画質の劣化で高いデータ圧縮率を得ることができる。
【００４４】
プロセッサ１０４の外部には、さらに、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ（メモリカードスロットにメモリカードが装着されていない場合でも撮影画像データを記憶するためのメモリ）１２０、制御プログラム、パラメータなどが格納されたＲＯＭ１０８が設けられ、これらもバスラインによってプロセッサ１０４に接続されている。
【００４５】
ＲＯＭ１０８に格納する制御プログラムは、デジタルカメラの電源スイッチＳＷ１３をオンすると、プロセッサ１０４のメインメモリ（図示せず）にロードされ、プロセッサ１０４はその制御プログラムに従って各部の動作制御を行うと共に、制御データ、パラメータ等をＲＡＭ１０７等に一時的に保存させる。
【００４６】
鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７１ａを有するズーム光学系７１、フォーカスレンズ７２ａを有するフォーカス光学系７２、絞り７３ａを有する絞りユニット７３、メカニカルシャッタ７４ａを有するメカニカルシャッタユニット７４からなるレンズ鏡筒を備えている。なお、ズームレンズ７１ａ、フォーカスレンズ７２ａおよび絞り７３ａは撮影光学系を構成している。また、撮影光学系の光軸をＺ軸とすると共に、このＺ軸に直交する平面をＸ-Ｙ平面とする。
【００４７】
ズーム光学系７１、フォーカス光学系７２、絞りユニット７３、メカニカルシャッタユニット７４は、ズームモータ７１ｂ、フォーカスモータ７２ｂ、絞りモータ７３ｂ、メカニカルシャッタモータ７４ｂによってそれぞれ駆動されるようになっている。
【００４８】
この鏡胴ユニット７の各モータはモータドライバ７５によって駆動され、モータドライバ７５はプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３によって制御される。
【００４９】
また、鏡胴ユニット７の各レンズ系によりＣＣＤ１０１に被写体像が結像され、ＣＣＤ１０１は被写体像を画像信号に変換してＦ／Ｅ−ＩＣ（Front-End - Integrated Circuit：フロントエンド集積回路）１０２に画像信号を出力する。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は画像ノイズ除去用のため相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２１、利得調整用のＡＧＣ（Automatic Gain Controller：自動利得制御器）１０２２、アナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１０２３から構成されている。すなわち、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２はその画像信号に所定の処理を施し、アナログ画像信号をデジタル信号に変換してプロセッサ１０４のＣＡＭＩＦブロック１０４１に向けてこのデジタル信号を出力する。
【００５０】
これらの信号制御処理は、プロセッサ１０４のＣＡＭＩＦブロック１０４１から出力されるＶＤ（Vertical Division：垂直同期）−ＨＤ（Horizontal Division：水平同期）信号によりＴＧ１０２４を介して行われる。そのＴＧ１０２４はそのＶＤ−ＨＤ信号に基づき駆動タイミング信号を生成する。
【００５１】
プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３は、音声記録回路１１５１による音声記録動作を制御するようになっている。音声記録回路１１５１はマイクロフォン（以下、マイクという）１１５３で変換された音声記録信号のマイクＡＭＰ（amplifier：増幅器）１１５２による増幅信号を指令に応じて記録する。ＣＰＵブロック１０４３は、音声再生回路１１６１の動作も制御する。音声再生回路１１６１は、指令により適宜メモリに記憶されている音声信号を再生してオーディオＡＭＰ１１６２に出力し、スピーカ１１６３から音声を出力させるように構成されている。
【００５２】
ＣＰＵブロック１０４３は、さらに、ストロボ回路１１４を制御することによってストロボ発光部３から照明光を発光させる。これに加えて、ＣＰＵブロック１０４３は、測距ユニット５も制御する。
【００５３】
ＣＰＵブロック１０４３は、プロセッサ１０４のサブＣＰＵ１０９に接続され、サブＣＰＵ１０９はＬＣＤドライバ１１７を介してサブＬＣＤ１による表示制御を行う。サブＣＰＵ１０９は、さらに、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモートコントロール受光部６、操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ１４からなる操作キーユニット、ブザー１１３に接続されている。
【００５４】
ＵＳＢブロック１０４５はＵＳＢコネクタ１２２に接続され、シリアルブロック１０４６はシリアルドライバ回路１２３１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３２に接続されている。ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１’に接続されると共に、ビデオＡＭＰ（ＴＶ（テレビジョン）信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を例えば７５Ωインピーダンスに変換するためのＡＭＰ（増幅器））１１８を介してビデオジャック（カメラをＴＶなどの外部表示機器に接続するためのジャック）１１９に接続されている。メモリカードコントローラブロック１０４１０はメモリカードスロット１２１のカード接点に接続されている。
【００５５】
ＬＣＤドライバ１１７はＬＣＤモニタ１２３を駆動すると共に、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号をＬＣＤモニタ１２３に表示させる信号に変換する役割を果たす。ＬＣＤモニタ１２３は撮影前の被写体の状態監視するため、撮影画像を確認するため、メモリカードまたは内蔵メモリ１２０に記録された画像データを表示するために用いられる。
【００５６】
図３は、本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定方法を適用したデジタルカメラの２つのモードの動作概要を示すフローチャートの一例である。
このデジタルカメラは、図３に示す、「モニタリング処理」ブロックと「再生処理」ブロックの少なくとも２つのモードを有し、これら２つのモード間を遷移する。「モニタリング処理」ブロックの内部ではメニュー呼び出しを行うことができ、各種設定を変更することができる。また、「再生処理」ブロックの内部では、撮影画像をＬＣＤモニタ１２３に表示させることができる。
【００５７】
すなわち、図３のフローチャートに示すように、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されたか否か判断され（処理Ｓ１）、撮影モードに設定された場合（処理Ｓ１のＹｅｓ）、モニタリング処理が実行される（処理Ｓ２）。モニタリング処理実行後、撮影命令が入力されたか否か判断され（処理Ｓ３）、入力された場合（処理Ｓ２のＹｅｓ）は撮影処理が実行され（処理Ｓ４）、その後、処理Ｓ２に戻る。撮影命令が入力されない場合（処理Ｓ２のＮｏ）は後述する処理Ｓ８に進む。
【００５８】
また、処理Ｓ１において、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されていない場合（処理Ｓ１のＮｏ）、さらにモードダイヤルスイッチＳＷ２が再生モードに設定されたか否か判断される（処理Ｓ５）。そして、再生モードに設定された場合（処理Ｓ５のＹｅｓ）、撮影画像をＬＣＤモニタ１２３に表示させる再生処理が実行され（処理Ｓ６）、再生モードに設定されていない場合（処理Ｓ５のＮｏ）、撮影・再生以外の処理が実行される（処理Ｓ７）。
【００５９】
処理Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７の後、電源スイッチＳＷ１３が押下されたか否か判断され（処理Ｓ８）、押下された場合（処理Ｓ８のＹｅｓ）は処理を終了し、押下されていない場合（処理Ｓ８のＮｏ）は処理Ｓ１に戻り、処理が継続される。
【００６０】
デジタル信号はＣＡＭＩＦブロックにて主として光学的な補正が行われる。このときの各画素あたりの信号量は１２ビットの値を持つ。シェーディング補正処理はここで実施され、その後バスラインを経由してＩＳＰブロック１０４２に入力される。
【００６１】
ＩＳＰブロック１０４２では、ホワイトバランス設定やガンマ変換などの処理が行われ、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データや、ＹＵＶ画像データが生成される。ここで生成された画像データは逐次ＳＤＲＡＭ１０３に保持され、必要に応じて表示ブロック１０４９を通してＬＣＤモニタ１２３やビデオジャック１１９を経由して画像として表示される。
【００６２】
また、ＳＤＲＡＭ１０３に保持されたＹＵＶ画像データは、ＪＰＥＧ・ＣＯＤＥＣブロック１０４７に入力され、ＪＰＥＧ画像データが生成される。ＹＵＶ画像データの段階で８ビットの値に変換されている。ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データやＪＰＥＧ画像データは、内蔵メモリ１２０もしくはメモリコントローラブロック１０４１０を経由してメモリカードスロット１２１に接続されたメモリカードに出力される。
【００６３】
図４は、周辺光量低下の測定結果の一例である。
図４において、横軸は座標位置を示し、縦軸は光量比を示す。
輝度値最大の画素を１としたときの光量比をプロットしたもので、おおよそ中心に対して周辺（グラフの水平方向座標０や１２８０の点）で０．６前後の値となっていることがわかる。このデータは、一定輝度の被写体を撮影し、ＪＰＥＧ画像データを取得し、画像データから各画素毎の輝度値を取得して算出したものである。これを周辺で例えば０．７程度（製品規格による）になるように補正をかける。
【００６４】
図５は、実際にどの程度の補正を行うかをグラフ化したものである。
図５において、横軸は座標位置を示し、縦軸は光量比を示す。
図４の補正前と補正後の輝度比を計算し、各画素ごとのばらつきの影響を抑制するために近似曲線を当てはめたもので、これがシェーディング補正データとなる。このような補正値を各画素ごとに積算することで、所望の補正後画像データを得ることができるが、これはＪＰＥＧ画像から導出したデータであるため、このままの補正データを適用しても、周辺光量落ちは期待通り補正されない。
【００６５】
図６は、ガンマテーブルの一例で、横軸が入力値（１２ビット）、縦軸が出力値（８ビット）のデータである。
通常ガンマテーブルは、図６のように１２ビットでの中低域が出力画像に対して多くの階調となるように設定される。ＪＰＥＧ画像はガンマ補正後のデータであるため、シェーディング補正パラメータを算出する場合は、この影響を考慮する必要がある。
【００６６】
そのために、本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定方法（請求項１、２、６、７）を提案した。
すなわち、シェーディング補正をせずガンマ補正をかけた状態で一定輝度の被写体を撮影した画像から輝度分布データを生成し、この輝度分布データからシェーディング補正を実施した場合の輝度分布データを生成し、輝度分布データが生成されるように、ガンマ補正による輝度変換を考慮し、ガンマ補正の逆変換を行ってシェーディング補正パラメータを決定する手法である。
【００６７】
つまり、ＪＰＥＧ出力（８ビット）で算出されたシェーディング補正パラメータを、１２ビットデータ上での補正パラメータに変換することである。
【００６８】
図４の輝度分布図の各画素値はＪＰＥＧ上のデータであるため８ビットで表現されている。これをガンマ補正の逆変換で１２ビットデータにする。これを補正あり、補正なしの両者に対して実施し、その画素値の比をシェーディング補正パラメータとして使用する。
【００６９】
ガンマ補正の逆変換は、図６の入力と出力との関係を逆転させてやればよい。ガンマ関数及び逆関数を定式化できれば、それを用いて演算してもよい。または、表１のように表形式で代表点が与えられることも多いので、間を線形補間し数値演算で導出してもよい。
【００７０】
【表１】
2009303005.tif 000003
【００７１】
数値演算で導出する場合、表２のようにＹＵＶ入力（８ビット）をＲＡＷ（１２ビット）に拡張するため、逆変換後の出力値は所定の範囲の値を持つことになる。
【００７２】
【表２】
2009303005.tif 000004
【００７３】
図７は、逆変換後のデータ（逆変換後の輝度分布データＤB’及び逆変換後の理想的な、すなわち補正後の輝度分布データＤBI’）をプロットしたものと、そのデータに対して近似曲線（図中では多項式という表記になっている）を適用したものである。
同図において、横軸は座標位置を示し、縦軸は光量比を示す。
どの値によって１２ビットデータ上でのシェーディング補正パラメータを取得するかを示したのが、請求項３〜５、７〜９である。
【００７４】
以上のように、本実施形態を用いることによって、実際のレンズ・撮像素子を含めた系全体の特性に対しての適切なシェーディング補正パラメータを決定することが可能となる。
【００７５】
ここで、上述した特許文献１に記載の発明では、基準白板画像を基準とするため、これを撮影した際の画像データが均一輝度となるようなシェーディング補正データを生成していると解釈できるが、ガンマ補正に関してはなんら言及されていない。
【００７６】
特許文献２、３に記載の発明では、いずれも基準となるシェーディング補正データを用いて補正を行うが、その基準となるシェーディング補正データの算出方法については開示されていない。さらに、ガンマ補正に関しても何ら言及されていない。
【００７７】
本発明は、以上の問題を解決するものであり、ガンマ補正を考慮したシェーディング補正パラメータの決定方法を開示することを目的とする。これにより、実際のレンズ・撮像素子を含めた系全体の特性に対してのシェーディング補正パラメータを決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定のためのフローチャートの一例である。
【図２】図８（ａ）〜（ｃ）に示したデジタルカメラのシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【図３】本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定方法を適用したデジタルカメラの２つのモードの動作概要を示すフローチャートの一例である。
【図４】周辺光量低下の測定結果の一例である。
【図５】実際にどの程度の補正を行うかをグラフ化したものである。
【図６】ガンマテーブルの一例で、横軸が入力値（１２ビット）、縦軸が出力値（８ビット）のデータである。
【図７】逆変換後のデータをプロットしたものと、そのデータに対して近似曲線を適用したものである。
【図８】（ａ）は、本発明に係るシェーディング補正パラメータ決定方法を適用したデジタルスチルカメラの一実施例を示す上面図、（ｂ）は、（ａ）の正面図、（ｃ）は、（ａ）の背面図である。
【符号の説明】
【００７９】
７    鏡胴ユニット
１０１    ＣＣＤ
１０２    Ｆ／Ｅ−ＩＣ
１０３    ＳＤＲＡＭ
１０９    サブＣＰＵ
１１７    ＬＣＤドライバ
１２３    ＬＣＤモニタ
１０４１    ＣＡＭＩＦブロック
１０４２    ＩＳＰブロック
１０４３    ＣＰＵブロック
１０４９    表示ブロック
１２５１    ＣＣＤステージ
ＳＷ１〜１４    操作キー
【図１】
2009303005.tif 000005
【図２】
2009303005.tif 000006
【図３】
2009303005.tif 000007
【図４】
2009303005.tif 000008
【図５】
2009303005.tif 000009
【図６】
2009303005.tif 000010
【図７】
2009303005.tif 000011
【図８】
2009303005.tif 000012