JP2000003437A

JP2000003437A - 収差補正方法、電子スチルカメラ及び画像処理システム

Info

Publication number: JP2000003437A
Application number: JP10168324A
Authority: JP
Inventors: Toru Matama; 徹真玉
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】輝度信号及び色差信号で表した画像データに
対し収差補正を行う。【解決手段】撮影時のレンズの識別データと輝度信号
及び色差信号で表された画像データとがデジタルカメラ
３４から画像処理部１６に取り込まれ、補正パラメータ
演算部８０により前記識別データに応じた収差情報が読
み出される。そして、収差情報及び解像度情報に基づい
て、レンズの歪曲収差に起因した画像の歪みを補正する
パラメータと、倍率色収差に起因した画像の色にじみを
補正するパラメータとが算出される。さらに、収差補正
部８６によって、各パラメータを用いて、輝度信号及び
色差信号で表した画像データに対し、歪曲収差補正及び
倍率色収差補正が行われる。なお、倍率色収差補正時に
は、一旦ＲＢデータに変換する。これにより、レンズの
収差に起因した画質低下を補正した画像データを得るこ
とができ、プリント画像の画質を良好に保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、収差補正方法、電
子スチルカメラ及び画像処理システムに係り、より詳し
くは、レンズを介して投影された被写体の像を撮像して
得られた、輝度データ及び色差データで表された画像デ
ータを対象とする収差補正方法、被写体の像を撮像する
電子スチルカメラ、及び輝度データ及び色差データで表
された画像データを対象として画像処理を行う画像処理
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤにより被写体を撮像して該
被写体のデジタル画像データを得るデジタルカメラが普
及しつつある。このデジタルカメラでは、撮像で得られ
た被写体のデジタル画像データは、ＰＣカードと呼ばれ
る小型着脱式の記憶媒体に記憶され該ＰＣカードを介し
てパーソナルコンピュータ（パソコン）等に入力された
り、一旦該デジタルカメラに内蔵のメモリに蓄積され専
用のケーブルを介してパソコン等に入力される。そし
て、パソコンに付属のディスプレイに、撮像で得られた
被写体の画像が表示される。また、近年では、被写体の
画像を表示するための液晶モニタ等のディスプレイを備
えたデジタルカメラも販売されている。

【０００３】このようなデジタルカメラにおいても、一
般的なカメラと同様に、撮像で得られた画像の画質を良
好に保持しつつ、装置コストを低減することが要求され
る。カメラにおいて装置コストを低減するには、廉価な
レンズを採用することが一般的である。

【０００４】このように廉価なレンズを採用する場合、
該レンズの収差に起因して、撮像で得られた画像の画質
を良好に保持できないおそれがある。即ち、レンズの歪
曲収差に起因して、図９（Ａ）に示すように破線で表す
格子状の被写体に対して実線で表す樽型の像が得られた
り、図９（Ｂ）に示すように破線で表す格子状の被写体
に対して実線で表す糸巻型の像が得られたりする。ま
た、レンズの倍率色収差に起因して、図１０に示すよう
に被写体像の黒白の境界部分に赤や青の色にじみが生じ
る。このため、上記のようなレンズの収差に起因した被
写体像の画質低下を補正することが望まれる。

【０００５】ところが、一般的にデジタルカメラでは、
撮像で得られたデジタル画像データとして、輝度データ
及び色差データで表されたデジタル画像データが用いら
れる。また、フォトＣＤに記録されたデジタル画像デー
タも、輝度データ及び色差データで表されたものが多
い。そこで、輝度データ及び色差データで表されたデジ
タル画像データに対して補正を行うことが待望される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消するために成されたものであり、輝度データ及び
色差データで表されたデジタル画像データに対し、レン
ズの収差に起因した画質低下の補正を円滑に行うことが
できる収差補正方法、画像処理システムを提供し、円滑
な補正を可能とする画像データを記録媒体に保存する電
子スチルカメラを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の収差補正方法は、被写体を投影する
レンズの収差に関する情報を取得し、取得した前記レン
ズの収差に関する情報に基づいて、前記レンズを介して
投影された被写体の像を撮像して得られた、前記被写体
の像を輝度データ及び色差データで表す画像データに対
し、該画像データが表す被写体像の前記レンズの収差に
起因する画質の低下を補正する、ことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の収差補正方法では、
請求項１記載の収差補正方法において、前記レンズの収
差は歪曲収差及び倍率色収差の少なくとも一方であり、
歪曲収差に起因する前記被写体像の歪み及び倍率色収差
に起因する前記被写体像の色にじみの少なくとも一方を
補正することを特徴とする。

【０００９】また、請求項３記載の収差補正方法では、
請求項１又は請求項２に記載の収差補正方法において、
前記画像データの色差データの解像度に応じて、前記補
正のパラメータを切り替えることを特徴とする。

【００１０】また、請求項４記載の収差補正方法では、
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の収差補正方
法において、前記画像データは、輝度データが基準色の
データを表し色差データが基準色と非基準色との差を表
すデータであり、少なくともレンズの倍率色収差に起因
する前記被写体像の色にじみを補正する場合、色差デー
タに輝度データを加算することで非基準色を表すデータ
を生成し、該生成したデータ及び輝度データに対して補
正を行うことを特徴とする。

【００１１】また、請求項５記載の電子スチルカメラ
は、撮像により得られる被写体の像を輝度データ及び色
差データで表す画像データは、前記輝度データが基準色
のデータを表し、前記色差データが基準色と非基準色と
の差を表しており、該輝度データ及び色差データで表さ
れた画像データを記録媒体に保存することを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項６記載の画像処理システム
は、レンズを介して投影された被写体の像を撮像して得
られ記録媒体に記録された、基準色のデータを表す輝度
データ及び基準色と非基準色との差を表す色差データに
対し、該輝度データ及び色差データが表す被写体像の前
記レンズの収差に起因する画質の低下を補正することを
特徴とする。

【００１３】上記請求項１記載の収差補正方法では、ま
ず、被写体を投影するレンズの収差に関する情報を取得
する。ここでは例えば、予め各種のレンズの収差に関す
る情報をレンズの識別情報毎に記憶しておいて、対象の
レンズの識別情報を得て、該識別情報に対応するレンズ
の収差に関する情報を取得しても良いし、対象のレンズ
の収差に関する情報を直接取得しても良い。なお、レン
ズの収差に関する情報としては、レンズの収差を表す情
報でも良いし、レンズの収差を補正するための補正のパ
ラメータでも良い。

【００１４】次に、上記取得したレンズの収差に関する
情報に基づいて、レンズを介して投影された被写体の像
を撮像して得られた、被写体の像を輝度データ及び色差
データで表す画像データに対し、該画像データが表す被
写体像のレンズの収差に起因する画質の低下を補正す
る。

【００１５】即ち、レンズの収差に関する情報として、
レンズの収差を表す情報を取得した場合は、該収差に起
因して発生する被写体像の画質の低下を補正するための
補正のパラメータを求め、求めた補正のパラメータに従
って、被写体の像を表す画像データ（輝度データ及び色
差データ）に対し補正を行う。また、レンズの収差に関
する情報として、レンズの収差を補正するための補正の
パラメータを取得した場合は、該補正のパラメータに従
って、被写体の像を表す画像データ（輝度データ及び色
差データ）に対し補正を行う。

【００１６】このようにして、輝度データ及び色差デー
タで表された画像データが表す被写体像のレンズの収差
に起因する画質の低下を補正するので、収差が大きい廉
価なレンズを用いて被写体を撮像した場合でも、該撮像
で得られた輝度データ及び色差データで表された画像デ
ータに対し上記補正が行われ、該画像データより再現さ
れる画像の画質を良好に保持することができる。即ち、
コスト低減を図るべく廉価なレンズを用いた場合でも、
再現される画像の画質を良好に保持することができる。

【００１７】上記レンズの収差としては、請求項２に記
載したように、歪曲収差及び倍率色収差の少なくとも一
方が挙げられる。即ち、歪曲収差に起因する被写体像の
歪み及び倍率色収差に起因する被写体像の色にじみの少
なくとも一方を補正することが望ましい。もちろん、上
記被写体像の歪みと色にじみの両方を補正することが最
も望ましい。

【００１８】ところで、一般的に色差データは所定の規
則で間引かれることが多く、色差データの解像度は輝度
データの解像度よりも低いことがある。このような場合
には、請求項３に記載したように、色差データの解像度
に応じて補正のパラメータを切り替えることが望まし
く、色差データを解像度に応じて適切に補正することが
できる。

【００１９】請求項４記載の発明では、画像データは、
輝度データが基準色のデータを表し色差データが基準色
と非基準色との差を表すデータである。ここで、少なく
ともレンズの倍率色収差に起因する被写体像の色にじみ
を補正する場合に、色差データに輝度データを加算する
ことで非基準色を表すデータを生成し、該生成したデー
タ及び輝度データに対して補正を行う。

【００２０】即ち、ＲＧＢ表色系で表されるＲＧＢデー
タを例にとると、輝度データが基準色としての緑（Ｇ）
のデータを表し、色差データがこの基準色（Ｇ）と非基
準色（赤（Ｒ）、青（Ｂ））との差を表す。ここで、色
差データに輝度データを加算することで非基準色（Ｒ、
Ｂ）を表すデータを生成し、該生成したデータ（＝Ｒ、
Ｂを表すデータ）及び輝度データ（＝Ｇを表すデータ）
に対して補正を行う。

【００２１】このように少なくとも被写体像の色にじみ
を補正する場合、基準色と非基準色の各々を表すデータ
に対して補正を行う。特に、被写体像の色にじみの補正
については、基準色と非基準色の各々を表すデータに対
して行った方が、輝度データ及び色差データに対して行
うよりも、補正の性能が良いとされている。従って、被
写体像の色にじみの補正については、より良い補正性能
を得ることができる。

【００２２】なお、補正後の非基準色を表すデータから
補正後の輝度データを単純に減算することで色差データ
を生成することができる。即ち、補正後の色差データを
簡単な演算で求めることができる。

【００２３】上記のように被写体の像を輝度データ及び
色差データで表す画像データに対し、記録媒体への保存
やレンズの収差に起因する画質低下の補正を行うものと
して、以下の請求項５記載の電子スチルカメラ、請求項
６記載の画像処理システムを挙げることができる。

【００２４】請求項５記載の電子スチルカメラでは、該
電子スチルカメラを用いた撮像により得られる被写体の
像を輝度データ及び色差データで表す画像データは、輝
度データが基準色のデータを表し、色差データが基準色
と非基準色との差を表している。この電子スチルカメラ
は、該輝度データ及び色差データで表された画像データ
を、フロッピーディスクやメモリカード等の記録媒体に
保存（記憶）する。

【００２５】請求項６記載の画像処理システムは、レン
ズを介して投影された被写体の像を撮像して得られ記録
媒体に記録された、基準色のデータを表す輝度データ及
び基準色と非基準色との差を表す色差データに対し、該
輝度データ及び色差データが表す被写体像のレンズの収
差に起因する画質の低下を補正する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
形態を説明する。

【００２７】［第１実施形態］（ディジタルラボシステムの概略構成）図１及び図２に
は、本実施形態に係るディジタルラボシステム１０の概
略構成が示されている。

【００２８】図１に示すように、このディジタルラボシ
ステム１０は、ラインＣＣＤスキャナ１４、画像処理部
１６、レーザプリンタ部１８、及びプロセッサ部２０を
含んで構成されており、ラインＣＣＤスキャナ１４と画
像処理部１６は、図２に示す入力部２６として一体化さ
れており、レーザプリンタ部１８及びプロセッサ部２０
は、図２に示す出力部２８として一体化されている。

【００２９】ラインＣＣＤスキャナ１４は、ネガフィル
ムやリバーサルフィルム等の写真フィルムに記録されて
いるコマ画像を読み取るためのものであり、例えば１３
５サイズの写真フィルム、１１０サイズの写真フィル
ム、及び透明な磁気層が形成された写真フィルム（２４
０サイズの写真フィルム：所謂ＡＰＳフィルム）、１２
０サイズ及び２２０サイズ（ブローニサイズ）の写真フ
ィルムのコマ画像を読取対象とすることができる。ライ
ンＣＣＤスキャナ１４では、光源６６から射出された光
が光拡散板７２により拡散光とされ、フィルムキャリア
７４上の写真フィルム６８のコマ画像に照射される。コ
マ画像を透過した光はレンズユニット７６に入射され、
該レンズユニット７６により上記透過光による像がライ
ンＣＣＤ３０の受光面に結像される。ここで結像したコ
マ画像がラインＣＣＤ３０により読み取られ、この読み
取りで得られた画像データはＡ／Ｄ変換部３２でＡ／Ｄ
変換された後、画像処理部１６へ出力される。

【００３０】画像処理部１６は、ラインＣＣＤスキャナ
１４から出力された画像データ（スキャン画像データ）
が入力されると共に、デジタルカメラ３４等での撮像に
よって得られた画像データ、原稿（例えば反射原稿等）
をスキャナ３６（フラットベット型）で読み取ることで
得られた画像データ、他のコンピュータで生成され、フ
ロッピディスクドライブ３８、ＭＯドライブ又はＣＤド
ライブ４０に記録された画像データ、及びモデム４２を
介して受信する通信画像データ等（以下、これらをファ
イル画像データと総称する）を、外部から入力できるよ
う構成されている。

【００３１】画像処理部１６については後に詳述する
が、この画像処理部１６では、入力された画像データに
対して、歪曲収差補正、倍率色収差補正、ハイパーシャ
ープネス処理等の各種の画像処理が行われ、画像処理後
の画像データは記録用画像データとしてレーザプリンタ
部１８へ出力される。また、画像処理部１６は、画像処
理を行った画像データを画像ファイルとして外部へ出力
する（例えばＦＤ、ＭＯ、ＣＤ等の記憶媒体に出力した
り、通信回線を介して他の情報処理機器へ送信する等）
ことも可能とされている。

【００３２】レーザプリンタ部１８はＲ、Ｇ、Ｂのレー
ザ光源５２を備えており、レーザドライバ５４を制御し
て、画像処理部１６から入力された記録用画像データ
（一旦、画像メモリ５６に記憶される）に応じて変調し
たレーザ光を印画紙に照射して、走査露光（本実施の形
態では、主としてポリゴンミラー５８、ｆθレンズ６０
を用いた光学系）によって印画紙６２に画像を記録す
る。また、プロセッサ部２０は、レーザプリンタ部１８
で走査露光によって画像が記録された印画紙６２に対
し、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を施す。
これにより、印画紙上に画像が形成される。

【００３３】（画像処理部の構成）次に、図３を用いて
画像処理部１６の構成を説明する。図３に示すように、
画像処理部１６には、入力された画像データに対しカラ
ーバランス調整、コントラスト調整（色階調処理）、暗
時補正、欠陥画素補正、シェーディング補正等の処理を
行う前処理部８２と、撮像時のレンズに起因した歪曲収
差及び倍率色収差の補正を行う収差補正部８６と、輝度
強調型シャープネス強調処理を行うシャープネス強調処
理部９６と、輝度データ（Ｙ）及び色差データ（Ｃｒ、
Ｃｂ）で表された画像データをＲＧＢデータに変換する
ＲＧＢ変換部９８と、後述する撮像で用いられるレンズ
の収差情報がレンズの識別データ毎に予め記憶され、収
差補正前の画像データや収差補正及びシャープネス強調
処理後の画像データ等を記憶するための記憶部８４と、
レンズの収差情報及び画像の解像度情報に基づいて収差
補正パラメータを演算する補正パラメータ演算部８０と
が設けられている。記憶部８４はハードディスク等の不
揮発性メモリで構成されている。なお、図３では、各種
データや情報の入出力をわかり易くするため、記憶部８
４を記憶部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃに分けて記載してい
るが、実際には記憶部８４は１台の記憶装置（例えばハ
ードディスク）により構成しても良いし、複数台の記憶
装置により構成しても良い。

【００３４】収差補正部８６には、歪曲収差の補正を行
う歪曲収差補正部８６Ａと、Ｇ色を基準としてＲ色の倍
率色収差の補正を行うＲ倍率色収差補正部８６Ｂと、Ｇ
色を基準としてＢ色の倍率色収差の補正を行うＢ倍率色
収差補正部８６Ｃとが設けられている。また、シャープ
ネス強調処理部９６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
８８と、減算器９０と、加算器９４と、ゲイン増幅器９
２とが設けられている。

【００３５】（本実施形態の作用）以下、本実施形態の
作用として、レンズを介して投影された被写体の像を、
デジタルカメラ３４により撮像して得られた画像データ
（輝度データ（Ｙ）及び色差データ（Ｃｂ、Ｃｒ）で表
された画像データ、以下、ＹＣデータと略称する）を画
像処理部１６に入力し、画像処理部１６において、前記
画像データに対し歪曲収差及び倍率色収差の補正と輝度
強調型シャープネス強調処理とを行って、処理後の画像
データをモニタ１６Ｍ及びデジタルプリンタ部１８に出
力する例を説明する。

【００３６】デジタルカメラ３４により被写体を撮像す
ると、デジタルカメラ３４内のＣＣＤよりＲＧＢデータ
が出力され、該デジタルカメラ３４内でＲＧＢデータか
らＹＣデータへの変換が行われ、変換後のＹＣデータ
が、内蔵されたメモリに記憶される。

【００３７】一般的なデジタルカメラでは、以下の
（１）式、（２）式、（３）式によりＲＧＢデータから
ＹＣデータへ変換される。

【００３８】Ｙ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ・・・（１）Ｃｂ＝Ｂ−Ｙ・・・（２）Ｃｒ＝Ｒ−Ｙ・・・（３）ここで、輝度データＹは、人間の明るさに対する感度に
応じてＲＧＢデータを重み付けして求められる。この輝
度データＹの特性はデジタルカメラ３４のＣＣＤの構造
やＹ生成信号処理アルゴリズムに依存して変化する。例
えば、ＣＣＤが単板ＣＣＤである場合、ＲＧＢの画素配
列が市松模様状になっている場合とストライプ状になっ
ている場合とで、輝度データＹの特性は異なる。また、
色差データＣｂ、Ｃｒに対しては人間の感度が鈍いた
め、該色差データＣｂ、Ｃｒは所定の間引き率で間引か
れており、輝度データＹに対し色差データＣｂ、Ｃｒは
その画素密度が低い。

【００３９】オペレータがデジタルカメラ３４の出力端
子と画像処理部１６の入力端子とを通信ケーブルで接続
し、キーボード１６Ｋにより画像処理の開始指示を行う
と、画像処理部１６において図４の処理ルーチンが実行
開始される。なお、図４の処理ルーチンには、画像処理
部１６の各部が行う処理が時系列に沿って順に示されて
いる。

【００４０】図４のステップ１０２では、撮像で得られ
たＹＣデータ及び撮像で用いられたレンズの識別データ
を、通信ケーブルを介してデジタルカメラ３４から前処
理部８２へ取り込み、次のステップ１０４では前処理部
８２によりＹＣデータに対し、カラーバランス調整、コ
ントラスト調整（色階調処理）、暗時補正、欠陥画素補
正、シェーディング補正等の処理を、ＬＵＴやマトリク
ス（ＭＴＸ）演算等の周知の方法で行う。なお、上記の
ような画像処理では、ＹＣデータを図１１に示すような
仮想的な二次元座標系（ｘ，ｙ）に展開し、各画素に対
応するＹＣデータに対して画像処理を行う。上記画像処
理により、輝度データＹと色差データＣｒ、Ｃｂの各々
について、図１１のｘ軸方向、ｙ軸方向の各々の解像度
情報及び図１１の二次元座標系における撮像中心座標
（ｘ₀，ｙ₀）が得られる。

【００４１】次のステップ１０６では上記画像処理後の
画像データを記憶部８４Ａに記憶し、次のステップ１０
８ではレンズの識別データ、撮像中心座標（ｘ₀，
ｙ₀）の情報、及び輝度データＹと色差データＣｒ、Ｃ
ｂの各々についてのｘ軸方向、ｙ軸方向の解像度情報を
前処理部８２から補正パラメータ演算部８０へ取り込
む。なお、ステップ１０６では画像データを圧縮して記
憶しても良い。

【００４２】次のステップ１１０では上記取り込んだレ
ンズの識別データに対応する収差情報を記憶部８４Ｂか
ら取り込み、次のステップ１１２では補正パラメータ演
算部８０によって、以下に述べる図５の補正パラメータ
の演算処理を行う。

【００４３】図５のステップ１３２では、後述する歪曲
収差補正処理で用いられる、レンズの歪曲収差に起因し
た画像の歪みを補正するための歪曲収差補正パラメータ
を、図１１の二次元座標系における各画素について周知
の方法により算出する。

【００４４】例えば、図１１の二次元座標系における撮
像中心座標（ｘ₀，ｙ₀）を原点とするレンズの歪曲収
差情報及び解像度情報より、図１１の二次元座標系にお
ける各画素の位置における歪曲量を求め、該歪曲量だけ
補正するためのｘ軸方向、ｙ軸方向の各々の座標変換量
を各画素毎に求める。そして、求めた座標変換量だけ各
画素を座標変換したときの状態で、図１１の二次元座標
系における各画素位置（本来の画素位置）における画像
データ（輝度データＹ、色差データＣｒ、Ｃｂの各値）
を補間演算で求めるための補正パラメータを求める。

【００４５】即ち、図１２に示すように、画素Ｔの画像
データｄ（ｘ，ｙ）は、座標変換後に該画素Ｔの周囲に
存在する４個の画素の濃度値ｄ（ｍ，ｎ）、ｄ（ｍ＋
１，ｎ）、ｄ（ｍ，ｎ＋１）、ｄ（ｍ＋１，ｎ＋１）に
基づき、以下の（４）式に従って補間演算により求めら
れる。

【００４６】ｄ(x,y) ＝ｄ(m,n)(１−α)(１−β）＋ｄ(m+1,n) α（１−β) ＋ｄ(m,n+1)(１−α）β＋ｄ(m+1,n+1) αβ …（４）なお、α及びβは、座標変換前の画像データが表す画素
の位置と座標変換後の画像データが表す画素の位置との
偏差を表している。

【００４７】そこで、本実施形態では、補正パラメータ
として、（４）式に従って変換するためのデータ、すな
わち（４）式による画像データｄ（ｘ，ｙ）への変換に
おいて、画像データを参照すべき画素のアドレスを表す
データｍ、ｎ及び定数α、βを求める。

【００４８】上記（４）式に従って各画素の画像データ
を変換することは、実質的に、歪曲収差の方向と逆の方
向に画像が歪むように画像データを補正することに相当
する。

【００４９】このようなステップ１３２の処理を、Ｙ、
Ｃｂ、Ｃｒの各データについてそれぞれ実行していく。
そして、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各データについてステップ１
３２の処理が完了すると、ステップ１３４で肯定判定さ
れ、ステップ１３６へ進む。このとき、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ
の各データについて、各画素毎の歪曲収差補正パラメー
タ（データｍ、ｎ及び定数α、β）が得られる。

【００５０】ところで、レンズの歪曲収差に起因して図
８（Ａ）のように歪んだ画像Ｐ１を表す画像データに対
して補正を行うケースを考えると、図８（Ｂ）のように
歪みが無い画像Ｐ２を表す画像データが得られるが、図
８（Ｂ）に一点鎖線で示す有効な画像領域Ａ’を元の画
像領域Ａに拡大する拡大処理（画素密度変換）を行う必
要が有る。また、レンズの歪曲収差に起因して図９
（Ａ）のように樽型の歪みがある画像を表す画像データ
に対して補正を行うケースでは、縮小処理を行う必要が
有る。

【００５１】こうしたことから、図５のステップ１３６
では、上記のような歪曲収差に起因した歪みの補正後に
実行すべき拡大／縮小処理での拡縮倍率を設定する。

【００５２】次のステップ１３８では、後述する倍率色
収差補正処理で用いられる、レンズの倍率色収差に起因
した色にじみを補正するための倍率色収差補正パラメー
タを算出する。

【００５３】一般的に倍率色収差補正は、ＹＣデータに
対して実行するよりも、ＲＧＢデータで表された画像デ
ータ（ＲＧＢデータ）に対して実行する方が、補正性能
が良いとされている。このため、デジタルカメラ３４か
ら入力されたＹＣデータをＲＧＢデータに逆変換し、逆
変換後のＲＧＢデータに対して倍率色収差補正を行うこ
とが考えられる。

【００５４】しかし、現実には、各種のデジタルカメラ
では、その機種毎に様々なデータ処理方法でＣＣＤから
の出力（ＲＧＢデータ）をＹＣデータに変換しているた
め、その逆変換の標準的な方法は無く、逆変換自体が非
現実的である。

【００５５】そこで、本実施形態では、後述する倍率色
収差補正処理（図７）において、Ｒ倍率色収差補正部８
６Ｂ及びＢ倍率色収差補正部８６Ｃによって、輝度デー
タＹ及び色差データＣｒ、Ｃｂで表された画像データを
それぞれＲデータ、Ｂデータへ変換し、変換後のＲデー
タ、Ｂデータに対して倍率色収差補正処理を行う。

【００５６】このためステップ１３８では、ＲＧＢデー
タにおいてＧデータを基準としてＲデータ、Ｂデータの
倍率色収差補正パラメータを算出する。ここでは、図１
１の二次元座標系における撮像中心座標（ｘ₀，ｙ₀）
を原点とする、Ｒデータ、Ｂデータについての倍率色収
差情報及び解像度情報より、図１１の二次元座標系にお
ける各画素の位置における倍率色収差に起因したズレ量
を求め、該ズレ量だけ補正するためのｘ軸方向、ｙ軸方
向の各々の座標変換量を各画素毎に求める。そして、求
めた座標変換量だけ各画素を座標変換したときの状態
で、図１１の二次元座標系における各画素位置（本来の
画素位置）における画像データ（Ｒデータ、Ｂデータ）
を補間演算で求めるための補正パラメータ（上記式
（４）のデータｍ、ｎ及び定数α、β）を求める。

【００５７】このようなステップ１３８の処理を、Ｒデ
ータ、Ｂデータの各々について実行していく。そして、
Ｒデータ、Ｂデータの各々についてステップ１３８の処
理が完了すると、図５の処理を終了する。このとき、Ｒ
データ、Ｂデータの各々について、各画素毎の倍率色収
差補正パラメータ（データｍ、ｎ及び定数α、β）が得
られる。

【００５８】図４の主ルーチンへリターンして、次のス
テップ１１４では、ステップ１０６で記憶した画像デー
タを記憶部８４Ａから読み出す。なお、上記ステップ１
０６で画像データを圧縮して記憶した場合は、上記読み
出し後、圧縮された画像データを伸張して、圧縮前の画
像データに復元する。

【００５９】次のステップ１１６では歪曲収差補正部８
６Ａによって、以下に述べる図６の歪曲収差補正処理を
行う。図６のステップ１５２、１５４では、Ｙ、Ｃｂ、
Ｃｒのうち１つの対象データについて、ステップ１１２
で得られた歪曲収差補正パラメータを用いて、歪曲収差
に起因した画像歪みの補正を各画素毎に実行していく。
これにより、図８（Ａ）に示すように画像の周縁部に近
づくに従い、内側に凸となる歪曲が大きくなる画像を表
す画像データは、図８（Ｂ）に示すように歪曲が無い画
像を表す画像データに補正される。

【００６０】次のステップ１５６、１５８では、対象デ
ータについて、図５のステップ１３８で得られた拡縮倍
率に従い拡大又は縮小処理（画素密度変換処理）を各画
素毎に実行していく。これにより、図８（Ｂ）にて一点
鎖線で示す画像領域Ａ’が画像領域Ａに拡大される。そ
して、次のステップ１６０では有効領域外、即ち図８
（Ｂ）で画像領域Ａの外部領域に対応するデータを切り
捨てる。これにより、対象データについて、歪曲収差に
起因した画像歪みが補正された画像を表す画像データが
得られる。

【００６１】以後、ステップ１５２へ戻り、未処理のデ
ータについてステップ１５２〜１６２の処理を繰り返
す。そして、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの各データについて処理が
完了したら、図６の処理を終了する。

【００６２】次に、図４の主ルーチンへリターンして、
次のステップ１１８では、Ｒ倍率色収差補正部８６Ｂ及
びＢ倍率色収差補正部８６Ｃによって、以下に述べる図
７の倍率色収差補正のサブルーチンを実行する。

【００６３】図７のステップ１７２、１７４では、以下
の式（５）、（６）に従い、輝度データＹ及び色差デー
タＣｒ、Ｃｂで表された画像データを、各画素について
Ｒデータ、Ｂデータへ変換する。この変換では解像度変
換は不要であり、簡単に実行可能である。

【００６４】Ｒ＝Ｃｒ＋Ｙ・・・（５）Ｂ＝Ｃｂ＋Ｙ・・・（６）次のステップ１７６、１７８、１８０では、Ｒデータ、
Ｂデータの各々について、ステップ１１２で得られた倍
率色収差補正パラメータを用いて、倍率色収差に起因し
た色にじみの補正を各画素毎に実行していく。これによ
り、図１０に示すような色にじみがある画像を表す画像
データは、色にじみが無い画像を表す画像データに補正
される。

【００６５】そして、次のステップ１８２、１８４で
は、以下の式（７）、（８）に従い、倍率色収差の補正
後のＲデータ、Ｂデータを、それぞれ色差データＣｒ、
Ｃｂへ変換する。この変換でも解像度変換は不要であ
り、簡単に実行可能である。なお、Ｒ’は補正後のＲデ
ータを、Ｂ’は補正後のＢデータを、それぞれ表す。

【００６６】Ｃｒ＝Ｒ’−Ｙ・・・（７）Ｃｂ＝Ｂ’−Ｙ・・・（８）以上で図７のサブルーチンを終了し、図４の主ルーチン
で次のステップ１２０ではシャープネス強調処理部９６
により、以下のようにして輝度強調型のシャープネス強
調の画像処理を行う。

【００６７】収差補正部８６からの輝度データＹが減算
器９０とＬＰＦ８８とにそれぞれ入力される。ＬＰＦ８
８からは輝度データＹの低周波成分ＹＬが出力され、減
算器９０と加算器９４とにそれぞれ入力される。減算器
９０からは、輝度データＹと該輝度データＹの低周波成
分ＹＬとの差分、即ち、輝度データＹの高周波成分ＹＨ
が出力され、ゲイン増幅器９２に入力される。

【００６８】ゲイン増幅器９２では輝度データＹの高周
波成分ＹＨが所定のゲイン定数で増幅され、増幅後の高
周波成分ＹＨ’は加算器９４に入力される。加算器９４
では、増幅後の高周波成分ＹＨ’と低周波成分ＹＬとが
加算され、高周波成分のみが増幅された輝度データＹ’
が生成される。

【００６９】次のステップ１２２では、上記高周波成分
のみが増幅された輝度データＹ’と倍率色収差補正後の
色差データＣｒ、Ｃｂとから成る画像データを記憶部８
４Ｃに記憶する。このとき、画像データを圧縮して記憶
しても良い。次のステップ１２４では、ＲＧＢ変換部９
８によって以下の式（９）、（１０）に従いＲデータ、
Ｂデータを求め、以下の式（１１）に従いＧデータを求
める。

【００７０】Ｒ＝Ｙ’＋Ｃｒ・・・（９）Ｂ＝Ｙ’＋Ｃｂ・・・（１０）Ｇ＝（Ｙ’−０．３Ｒ−０．１Ｂ）／０．６・・・（１１）次のステップ１２６では、上記変換で得られたＲＧＢデ
ータをモニタ１６Ｍ及びデジタルプリンタ部１８に出力
する。これにより、デジタルカメラ３４のレンズの歪曲
収差及び倍率色収差に起因した画質劣化の補正が施され
た画像データに基づく画像が、モニタ１６Ｍに表示され
ると共にデジタルプリンタ部１８よりプリント出力され
る。

【００７１】以上で図４の処理は終了するが、その後、
所望のタイミングで記憶部８４Ｃから画像データ（ＹＣ
データ）を読み出して、上記ステップ１２０のようにＲ
ＧＢデータへ変換し、モニタ１６Ｍやデジタルプリンタ
部１８へ出力しても良い。

【００７２】以上説明した実施形態によれば、画像処理
装置１０は、デジタルカメラ３４から撮像で用いたレン
ズの識別データを取り込み、該識別データに応じた収差
情報、撮像中心座標情報及び解像度情報より補正パラメ
ータを算出し、該補正パラメータを用いて、デジタルカ
メラ３４から入力された画像データに対し歪曲収差補正
及び倍率色収差補正を行うので、デジタルカメラ３４に
おいて比較的収差が大きい廉価なレンズを用いて撮像を
行った場合でも、歪曲収差及び倍率色収差が補正された
画像データを得ることができ、モニタ１６Ｍに表示され
る画像及びデジタルプリンタ部１８よりプリント出力さ
れる画像の画質を良好に保持することができる。即ち、
レンズのコスト低減を図りつつ、出力される画像の画質
を良好に保持することができる。

【００７３】なお、自機に装着されたレンズの収差情報
を送信可能なデジタルカメラについては、該デジタルカ
メラから、レンズの識別データに代わり、レンズの収差
情報そのものを取り込み、該取り込んだ収差情報を用い
ても良い。

【００７４】また、デジタルプリンタ部１８から画像を
拡大又は縮小して、プリント出力する場合には、前述し
た図６の歪曲収差補正処理のステップ１５６の拡縮処理
とプリント出力用の拡縮処理とを同時に実行するのが望
ましい。これにより、拡縮処理（画素密度変換）での補
間演算やデータの丸め込み（有効桁数外の端数切り捨て
など）に起因した誤差をなるべく小さくすることがで
き、画像の再現精度の低下を抑えることができる。

【００７５】また、本実施形態の処理対象としては、デ
ジタルカメラから入力されたＹＣデータのみならず、フ
ォトＣＤ等に記憶されたＹＣデータも対象となる。但
し、該ＹＣデータが得られた時の撮像にて用いられたレ
ンズの識別データ又はレンズの収差情報が必要である。

【００７６】［第２実施形態］次に、請求項３に記載の
発明に係る第２実施形態を説明する。この第２実施形態
では、画像データの色差データの解像度に応じて、歪曲
収差補正のパラメータを切り替える例を説明する。

【００７７】図１３に示すように、図３の歪曲収差補正
部８６Ａには、入力された輝度データに対し歪曲収差補
正を行う輝度データ歪曲収差補正部８６Ａ１と、輝度デ
ータ歪曲収差補正部８６Ａ１で補正された輝度データに
対し補間処理を行う画像データ補間部８６Ａ３と、入力
された色差データに対し歪曲収差補正を行う色差データ
歪曲収差補正部８６Ａ２と、色差データ歪曲収差補正部
８６Ａ２で補正された色差データに対し補間処理を行う
画像データ補間部８６Ａ４とが、設けられている。

【００７８】ここでは、色差データについてのｘ軸（図
１１）方向の解像度の間引き率をＭ _xとし、ｙ軸方向の
解像度の間引き率をＭ_yとする。例えば、１／２間引き
の場合は、Ｍ_x＝Ｍ_y＝１／２である。なお、ｘ方向間
引き率とｙ方向間引き率とは独立に設定可能とする。

【００７９】以下、補正パラメータ演算部８０におい
て、色差データの解像度に応じて、歪曲収差補正のパラ
メータを切り替える例を説明する。

【００８０】輝度データに対する歪曲収差の補正式は、
ｘｙ座標系で表すと、例えば、以下のように表現でき
る。

【００８１】ｘ’＝ｘ＋ａｘ³＋ａｙ²ｘ …（１２）ｙ’＝ｙ＋ａｙ³＋ａｘ²ｙ …（１３）なお、ｘ、ｙは補正後の出力走査アドレスを、ｘ’、
ｙ’は補正前の入力画像の座標を、それぞれ表す。上記
ａが、レンズの歪曲収差を表すパラメータである。

【００８２】色差データの座標は、間引き率がＭ_x、Ｍ
_yであるので、以下のように表される。なお、Ｘ、Ｙは
補正後の出力走査アドレスを、Ｘ’、Ｙ’は補正前の入
力画像の座標を、それぞれ表す。

【００８３】Ｘ＝Ｍ_x・ｘ …（１４）Ｙ＝Ｍ_y・ｙ …（１５）Ｘ’＝Ｍ_x・ｘ’ …（１６）Ｙ’＝Ｍ_y・ｙ’ …（１７）これら（１４）〜（１７）式を（１２）、（１３）式に
代入した後、整理すると、以下の（１８）、（１９）式
が得られる。

【００８４】Ｘ’＝Ｘ＋Ａ₁Ｘ³＋Ａ₂Ｙ²Ｘ …（１８）Ｙ’＝Ｙ＋Ａ₃Ｙ³＋Ａ₄Ｘ²Ｙ …（１９）ここで、Ａ₁＝ａ／Ｍ_x ²、Ａ₂＝ａ／Ｍ_y ²、Ａ₃＝
ａ／Ｍ_y ²、Ａ₄＝ａ／Ｍ_x ²となる。

【００８５】このようにして、補正パラメータ演算部８
０は、色差データの解像度の間引き率（Ｍ_x，Ｍ_y）に
応じて、色差データについての歪曲収差補正パラメータ
Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃、Ａ₄を設定し、これらを色差データ
歪曲収差補正部８６Ａ２へ出力する。

【００８６】これにより、色差データ歪曲収差補正部８
６Ａ２において、歪曲収差補正パラメータＡ₁、Ａ₂、
Ａ₃、Ａ₄を用いた補正が行われる。即ち、色差データ
をその解像度に応じて適切に補正することができる。

【００８７】［第３実施形態］次に、請求項５、６に記
載の発明に係る第３実施形態を説明する。

【００８８】図１４には、デジタルカメラ３４（図１６
参照）で行われる処理の概要を示す。レンズを介して投
影された被写体の像をデジタルカメラ３４により撮像す
る。このとき、図１４に示すように、デジタルカメラ３
４内のＣＣＤ３４ＢにおけるＲＧＢの画素配列が市松模
様状になっており、１回の撮像で縦Ｓ_x画素×横Ｓ_y画
素分のＲＧＢデータが得られるものとする。

【００８９】即ち、図１４に示すように、基準色として
のＧデータについては、縦Ｓ_x画素×横（Ｓ_y／２）画
素分のデータが得られ、非基準色としてのＢデータ、Ｒ
データについては、それぞれ縦（Ｓ_x／２）画素×横
（Ｓ_y／２）画素分のデータが得られる。

【００９０】ここで、以下の（２０）式、（２１）式、
（２２）式によりＲＧＢデータからＹＣデータへ変換す
る。

【００９１】Ｙ＝Ｇ・・・（２０）Ｃｂ＝Ｂ−（（Ｇ₁＋Ｇ₂）／２）・・・（２１）Ｃｒ＝Ｒ−（（Ｇ₁＋Ｇ₂）／２）・・・（２２）なお、Ｇ₁は、図１４においてＲデータの読取画素に対
し右に位置する画素による読取で得られたＧデータを示
し、Ｇ₂は、図１４においてＢデータの読取画素に対し
左に位置する画素による読取で得られたＧデータを示
す。

【００９２】そして、変換後のＹＣデータを圧縮し、圧
縮されたＹＣデータを図１６のＰＣカード３４Ｃに記録
する。なお、記録メディアとしては、デジタルカメラ３
４に内蔵の磁気ディスク装置等を採用しても良い。

【００９３】以上のようにして、基準色としてのＧデー
タを表す輝度データＹ、及び基準色と非基準色（ＲＢデ
ータ）との差を表す色差データＣｂ、Ｃｒを記録メディ
アに保存することができる。

【００９４】次に、図１５を用いて、ディジタルラボシ
ステム１０による上記ＹＣデータに対する収差補正処理
を説明する。

【００９５】デジタルカメラ３４によりＹＣデータが記
録されたＰＣカード３４Ｃは、図１６のＰＣカード読取
部１６Ｄに装填され、ＰＣカード３４ＣからＹＣデータ
が読み取られ図３の画像処理部１６へ入力される。

【００９６】画像処理部１６では、前処理部８２によ
り、圧縮されたＹＣデータの解凍処理や前述した前処理
が行われる。さらに、歪曲収差補正部８６Ａにより、Ｙ
データ（＝Ｇデータ）については、図１４において横方
向（ｙ方向）について画素数を２倍にする（縦Ｓ_x画素
×横Ｓ_y画素にする）ための補間処理が行われ、補間処
理後の縦Ｓ_x画素×横Ｓ_y画素のＧデータに対し歪曲収
差補正が行われる。

【００９７】また、歪曲収差補正部８６Ａにより、Ｙ、
Ｃｒ、Ｃｂの各データを以下の式（２３）、（２４）に
適用することで、Ｒデータ、Ｂデータが求められる。

【００９８】Ｒ＝Ｃｒ＋（（Ｇ₁＋Ｇ₂）／２）・・・（２３）Ｂ＝Ｃｂ＋（（Ｇ₁＋Ｇ₂）／２）・・・（２４）一方、補正パラメータ演算部８０では、前述した第２実
施形態の要領で、色差データの解像度（Ｍ_x，Ｍ_y）＝
（１／２、１／２）に応じた補正パラメータが設定さ
れ、設定された補正パラメータは歪曲収差補正部８６Ａ
に入力される。

【００９９】そして、歪曲収差補正部８６Ａにより、色
差データの解像度に応じて設定された補正パラメータを
用いて、上記求められたＲデータ、Ｂデータに対しそれ
ぞれ歪曲収差補正が行われる。

【０１００】さらに、Ｒ倍率色収差補正部８６Ｂにより
歪曲収差補正後のＲデータに対し倍率色収差補正が、Ｂ
倍率色収差補正部８６Ｃにより歪曲収差補正後のＢデー
タに対し倍率色収差補正が、それぞれ行われる。

【０１０１】以上のようにして、記録メディアに記録さ
れたＹＣデータ（即ち、基準色としてのＧデータを表す
輝度データＹ、及び基準色と非基準色（ＲＢデータ）と
の差を表す色差データＣｂ、Ｃｒ）に対し、歪曲収差補
正及び倍率色収差補正を実行することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、コスト低減を図るべく廉価なレンズを用い
た場合でも、再現される画像の画質を良好に保持するこ
とができる。

【０１０３】また、請求項２記載の発明によれば、歪曲
収差及び倍率色収差の少なくとも一方について補正が行
われる。

【０１０４】また、請求項３記載の発明によれば、色差
データの解像度に応じて補正のパラメータを切り替える
ので、色差データをその解像度に応じて適切に補正する
ことができる。

【０１０５】また、請求項４記載の発明によれば、少な
くとも被写体像の色にじみを補正する場合、基準色と非
基準色の各々を表すデータに対して補正を行うので、被
写体像の色にじみの補正について、より良い補正性能を
得ることができる。

【０１０６】また、請求項５記載の発明によれば、基準
色のデータを表す輝度データ、及び基準色と非基準色と
の差を表す色差データを記録媒体に保存することができ
る。

【０１０７】また、請求項６記載の発明によれば、記録
媒体に記録された、基準色のデータを表す輝度データ及
び基準色と非基準色との差を表す色差データに対し、該
輝度データ及び色差データが表す被写体像のレンズの収
差に起因する画質の低下を補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るディジタルラボシステ
ムの概略構成図である。

【図２】ディジタルラボシステムの外観図である。

【図３】画像処理部の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施形態に係る主ルーチンを示す流れ
図である。

【図５】補正パラメータの演算処理のサブルーチンを示
す流れ図である。

【図６】歪曲収差補正処理のサブルーチンを示す流れ図
である。

【図７】倍率色収差補正処理のサブルーチンを示す流れ
図である。

【図８】（Ａ）は歪曲収差補正前の画像を表す図であ
り、（Ｂ）は歪曲収差補正後の画像を表す図である。

【図９】（Ａ）はレンズの歪曲収差に起因して樽型の歪
みが生じた像を示す図であり、（Ｂ）はレンズの歪曲収
差に起因して糸巻型の歪みが生じた像を示す図である。

【図１０】レンズの倍率色収差に起因した色にじみを示
す図である。

【図１１】画像処理部において画像処理を行う際に画像
データが展開される仮想的な二次元座標系を示す図であ
る。

【図１２】座標変換後に各画素位置における画像データ
を求めるための補間演算を説明するための図である。

【図１３】第２実施形態における補正パラメータ演算部
及び歪曲収差補正部による処理概要を説明するための図
である。

【図１４】第３実施形態におけるデジタルカメラで行わ
れる処理の概要を示す図である。

【図１５】第３実施形態におけるディジタルラボシステ
ムによる収差補正処理を説明するための図である。

【図１６】デジタルカメラの概略構成図である。

【符号の説明】

１０ディジタルラボシステム１６画像処理部３４デジタルカメラ３４ＣＰＣカード８０補正パラメータ演算部８４記憶部８６収差補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 15/66 ３６０Ｆターム(参考） 2H054 AA01 5B047 AA05 AB04 BA03 BB04 BC05 CB01 CB10 CB25 DA10 5B057 AA20 BA02 BA28 CA01 CA08 CB01 CB08 CE01 CE17 CH08 CH11 DB06 DB09 5C022 AA13 AC42 AC54 AC69 5C065 AA03 CC02 CC03 CC08 CC09 DD02 EE05 EE06 EE12 GG21 GG22 GG23 GG30 HH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を投影するレンズの収差に関する
情報を取得し、取得した前記レンズの収差に関する情報に基づいて、前
記レンズを介して投影された被写体の像を撮像して得ら
れた、前記被写体の像を輝度データ及び色差データで表
す画像データに対し、該画像データが表す被写体像の前
記レンズの収差に起因する画質の低下を補正する、収差補正方法。
【請求項２】前記レンズの収差は歪曲収差及び倍率色
収差の少なくとも一方であり、歪曲収差に起因する前記
被写体像の歪み及び倍率色収差に起因する前記被写体像
の色にじみの少なくとも一方を補正することを特徴とす
る請求項１記載の収差補正方法。
【請求項３】前記画像データの色差データの解像度に
応じて、前記補正のパラメータを切り替えることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の収差補正方法。
【請求項４】前記画像データは、輝度データが基準色
のデータを表し色差データが基準色と非基準色との差を
表すデータであり、少なくともレンズの倍率色収差に起因する前記被写体像
の色にじみを補正する場合、色差データに輝度データを
加算することで非基準色を表すデータを生成し、該生成
したデータ及び輝度データに対して補正を行うことを特
徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の収
差補正方法。
【請求項５】撮像により得られる被写体の像を輝度デ
ータ及び色差データで表す画像データは、前記輝度デー
タが基準色のデータを表し、前記色差データが基準色と
非基準色との差を表しており、該輝度データ及び色差デ
ータで表された画像データを記録媒体に保存することを
特徴とする電子スチルカメラ。
【請求項６】レンズを介して投影された被写体の像を
撮像して得られ記録媒体に記録された、基準色のデータ
を表す輝度データ及び基準色と非基準色との差を表す色
差データに対し、該輝度データ及び色差データが表す被
写体像の前記レンズの収差に起因する画質の低下を補正
することを特徴とする画像処理システム。