JP2006203339A - 撮像装置ならびに画像データの輪郭補正方法，そのノイズ除去方法およびその記録制御方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 主要被写体像の画像を向上させる。
【構成】 被写体を撮像して，被写体像を表す画像データが得られる。得られた画像データによって表される一駒被写体像が25個の領域（Ｈ０，Ｖ０）から（Ｈ４，Ｖ４）に分割される。分割された領域ごとに，高周波数成分データが積算され，積算値が規格化される。規格化された積算値がもっとも大きい分割領域（Ｈ２，Ｖ２）に主要被写体像が存在すると考えられる。その分割領域（Ｈ２，Ｖ２）内の画像に重点的にノイズ除去，シャープネス処理などが行われる。
【選択図】 図５

Description

この発明は，撮像装置ならびに画像データの輪郭補正方法，そのノイズ除去方法およびその記録制御方法に関する。

ディジタル・スチル・カメラなどにおいては，オート・フォーカスの機能を有しているものがある。オート・フォーカスを用いて被写体を撮像することにより，被写体に含まれる主要被写体が合焦する。

また，オート・フォーカスに利用されるフォーカス・モータを制御するのに輪郭補正信号を用いるものもある（特許文献１）。
特開平７−288733号

オート・フォーカスを利用することにより，被写体中の主要被写体については，合焦させることができるが，その主要被写体の画像をより向上させることは考えられていないことがある。

この発明は，主要被写体の画像を向上させることを目的とする。

第１の発明による撮像装置は，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，および上記合焦評価値算出手段によって算出された合焦評価値が高い上記領域内の画像をそのほかの上記領域の画像よりも強調して輪郭補正を行う輪郭補正手段を備えていることを特徴とする。

第１の発明は，上記撮像装置に適した画像データの輪郭補正方法も提供している。すなわち，この方法は，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを得，得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，算出された合焦評価値が高い上記領域内の画像をそのほかの上記領域の画像よりも強調して輪郭補正を行うものである。

高い合焦評価値とは，複数の領域の画像の合焦評価値のうち相対的に高い合焦評価値でもよいし，あるしきい値以上の合焦評価値をもつものでもよいし，平均以上の合焦評価値でもよいし，最大の合焦評価値でもよい。

第１の発明によると，被写体を撮像することにより得られる被写体像が複数の領域に分割される。分割された領域ごとに，領域内の画像の合焦の程度を表す評価値が算出される。算出された評価値が高い領域の画像がその他の領域の画像よりも強調されるように輪郭補正が行われる。評価値が高い領域の画像は，合焦している部分の画像なので主要被写体像と考えられる。主要被写体像の画像の輪郭が強調されるので，主要被写体像がより鮮鋭となる。

第２の発明による撮像装置は，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，および上記合焦評価値算出手段によって算出された合焦評価値が高い上記領域の画像のノイズを除去するノイズ除去手段を備えていることを特徴とする。

第２の発明は，上記撮像装置に適した画像データのノイズ除去方法も提供している。すなわち，この方法は，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを得，得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，算出された合焦評価値が高い上記領域の画像のノイズを除去するものである。

算出された合焦評価値が高い上記領域の画像のノイズを除去するとは，他の領域の画像の合焦評価値よりも相対的に合焦評価値が高い上記領域の画像をノイズを削除するものでもよい。

第２の発明によると，第１の発明と同様に，被写体を撮像することにより得られる被写体像が複数の領域に分割される。分割された領域ごとに，領域内の画像の合焦の程度を表す評価値が算出される。算出された評価値が高い領域の画像のノイズが除去される。主要被写体像についてノイズが除去された被写体像が得られる。

第３の発明による撮像装置は，被写体像を撮像し，被写体像を表すＲＡＷ画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，ならびに上記撮像手段から出力されるＲＡＷ画像データおよび上記合焦評価値算出手段によって算出された評価値を，上記領域と関連づけて着脱自在な記録媒体に記録する記録制御手段を備えていることを特徴とする。

第３の発明は，上記撮像装置に適した画像データの記録制御方法も提供している。すなわち，この方法は，被写体像を撮像し，被写体像を表すＲＡＷ画像データを得，得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，上記撮像によって得られたＲＡＷ画像データおよび上記算出された評価値を，上記領域と関連づけて着脱自在な記録媒体に記録するものである。

上記記録媒体に記録される評価値は，すべての領域の評価値でもよいし，一部または最大の評価値でもよい。

第３の発明によると，被写体を撮像することにより，被写体像を表すＲＡＷ画像データが得られる。ＲＡＷ画像データによって表される被写体像が複数の領域に分割され，領域ごとに，領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値が算出される。算出された合焦評価値が領域と関連付けられて，撮像により得られた画像データとともに着脱自在な記録媒体に記録される。記録媒体には，領域ごとの合焦評価値が領域と関連付けられて記録されるので，画像データによって表される被写体像のうち合焦評価値が高い領域の画像がわかる。合焦評価値が高い領域の画像が主要被写体像と把握でき，その主要被写体像の部分を強調した輪郭補正，その主要被写体像の部分のノイズ低減などを行うことができる。

図１は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ７によって統括される。

二段ストローク・タイプのシャッタ・レリーズ・ボタン，モード設定ダイアル（モードには通常記録モード，ＣＣＤ−ＲＡＷ記録モード，ノイズ低減モード，シャープネス・モードなどがある）その他の操作ボタンを含む操作装置８から出力される操作信号は，ＣＰＵ７に入力する。ディジタル・スチル・カメラには，ストロボ発光装置６も含まれており，このストロボ発光装置６は，ＣＰＵ７によって発光が制御される。

また，ディジタル・スチル・カメラには，各種クロック・パルス等を生成するためのタイミング・ジェネレータ５も含まれている。このタイミング・ジェネレータ５もＣＰＵ７によって制御される。タイミング・ジェネレータ５によって生成されるクロック・パルス等は，レンズ駆動モータ２，ＣＣＤ３およびＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）回路４に与えられる。ＡＦＥ回路４は，入力するアナログ映像信号について相関二重サンプリングおよびアナログ／ディジタル変換処理を行う回路である。

この実施例によるディジタル・スチル・カメラは，オート・フォーカス機能を有している。このために撮像レンズ１は，レンズ駆動モータ２によって光軸方向に移動自在である。

モード設定ダイアルによって通常記録モードが設定されると，撮像レンズ１によって被写体像がＣＣＤ３の受光面上に結像する。すると，ＣＣＤ３からは，被写体像を表すアナログ映像信号が出力する。ＡＦＥ回路４において上述したように，相関二重サンプリングおよびアナログ／ディジタル変換処理が行われる。

ＡＦＥ回路４から出力された画像データ（ＲＡＷ画像データという）は，信号処理回路９に与えられる。信号処理回路９における処理は，詳しくは後述する。信号処理回路９から出力される画像データは，表示装置14に与えられ，撮像によって得られた被写体像が表示される。

通常記録モードが設定されている場合において，シャッタ・レリーズ・ボタンの第一段階の押下があると，撮像レンズ１が所定範囲内で移動させられながら，それぞれの移動位置において被写体が撮像される。上述のように信号処理回路９にはＲＡＷ画像データが入力する。信号処理回路９からはオート・フォーカスのための高周波数成分データが出力される。その移動位置での一駒の画像の高周波数成分データが積算され，撮像レンズ１の移動位置ごとにメモリ10に記憶される。その後，撮像レンズ１が移動させられ，再び被写体が撮像され，その移動位置での高周波数成分データが積算される。撮像レンズ１が所定範囲内での所定距離ずつの撮像レンズ１の移動，高周波数成分データの積算が繰り返される。最大の積算値が得られた撮像レンズ１の位置が被写体像が合焦する位置として決定される。すると，撮像レンズ１がその合焦位置となるようにレンズ駆動モータ２によって制御される。

シャッタ・レリーズ・ボタンの第二段階の押下があると，合焦位置に位置決めされた撮像レンズ１よって被写体像がＣＣＤ２の受光面上に結像し，上述のようにして信号処理回路９から被写体像を表す画像データが出力する。この実施例におけるディジタル・スチル・カメラにおいては，信号処理回路９から出力される画像データは，後述のように，主被写体像の部分のノイズが除去またはシャープネスが強調されている。画像データは，圧縮回路11に与えられ，圧縮回路11において圧縮される。圧縮された画像データがメモリ・カード・インターフェイス12を介してメモリ・カード13に与えられることにより，その圧縮された画像データがメモリ・カード13に記録される。

モード設定ダイアルによってＣＣＤ−ＲＡＷ記録モードが設定されていると，上述したように通常記録モードが設定されている場合と同様に，シャッタ・レリーズ・ボタンの第二段階の押下があると，ＡＦＥ回路４から出力されるＲＡＷ画像データは，メモリ・カード・インターフェイス12に与えられる。すると，そのＲＡＷ画像データは，メモリ・カード13に記録されることとなる。また，ＣＣＤ−ＲＡＷ記録モードが設定されている場合には，ＲＡＷ画像データがメモリ・カード13に記録されるだけでなく，後述するように，そのＲＡＷ画像データによって表される画像を複数の領域に分割した場合におけるその領域ごとの高周波周波数成分データの積算値の評価値も領域に対応して記録される。

図２は，信号処理回路９の電気的構成を示すブロック図である。

信号処理回路９に入力したＲＡＷ画像データは，オプティカル・ブラック補正回路21においてオプティカル・ブラック補正が行われてリニア・マトリクス回路22に入力する。リニア・マトリクス回路22において画像データのノイズ成分が平均的に除去される。さらに画像データは，ホワイト・バランス回路23において白バランス補正が行われる。

上述したように，シャッタ・レリーズ・ボタンの第一段階の押下があり，オート・フォーカスが行われる場合には，ホワイト・バランス回路23から出力された画像データは，ハイ・パス・フィルタ32に入力する。ハイ・パス・フィルタ32において，画像データの高周波数成分が抽出され，上述したように高周波数成分データが出力される。

シャッタ・レリーズ・ボタンの第二段階の押下があると，ホワイト・バランス回路23から出力された画像データはガンマ補正回路24においてガンマ補正が行われる。ガンマ補正された画像データは，同時化処理回路25において同時化処理が行われ，切替スイッチ26に与えられる。切替スイッチ26のａ端子（および後述の切替スイッチ28のａ端子）は，被写体像のうち主要被写体像のノイズを除去するためのロウ・パス・フィルタ27に接続されている。また，切替スイッチ26のｂ端子（および後述の切替スイッチ28のｂ端子）は，主要被写体像をより鮮鋭にするためのシャープネス回路29に接続されている。ノイズ低減モードが設定されていると，切替スイッチ26および28は，ａ端子が接続されるように制御される。シャープネス・モードが設定されていると，切替スイッチ26および28は，ｂ端子が接続されるように制御される。もちろん，ロウ・パス・フィルタ27およびシャープネス回路29を直列に接続することにより，主要被写体像のノイズを低減しつつ主要被写体を鮮鋭にすることもできるのはいうまでもない。

ノイズ低減モードが設定されると，画像データは，ロウ・パス・フィルタ27に入力する。式１は，ロウ・パス・フィルタ27に入力する画像データＩ０と出力する画像データＩ１との関係式を示している（式１は，後述するように，シャープネス回路29に入力する画像データと出力する画像データとの関係式にも対応する）。

但し，式１において，Ａ（ｍ，ｎ）は，フィルタ・テーブル（フィルタ係数）を示し，ｋは，フィルタ・テーブルに応じた係数を示している。

式２から式４は，係数ｋが付加されたフィルタ・テーブルの一例である。

上述した式にもとづいて，ロウ・パス・フィルタ27において主要被写体像のノイズが除去される。ロウ・パス・フィルタ27を通過した画像データは，切替スイッチ28を介して色補正回路30に入力する。色補正回路30において画像データの色補正が行われて信号処理回路９から出力されることとなる。

シャープネス・モードが設定されると，画像データは，シャープネス回路29に入力する。式５は，シャープネス回路29において用いられるフィルタ係数の一例である（上述のように，シャープネス回路29に入力する画像データＩ０と出力する画像データＩ１との関係は，式１により表される）。

式５によるフィルタ・テーブルを用いて，シャープネス回路29において主要被写体像の鮮鋭度が強調される。シャープネス回路29から出力した画像データは，切替スイッチ28を介して色補正回路30に入力する。ノイズ低減モードが設定されたときと同様に，色補正回路30において色補正が行われて信号処理回路９から出力される。

図３は，ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。

まず，ディジタル・スチル・カメラによってエンベロープ検波が行われる（ステップ41）。このエンベロープ検波は，上述したように，撮像レンズ１が所定の範囲内において徐々に移動させられ，それぞれの移動位置においてＣＣＤ３によって被写体が撮像されることにより行われるものである。それぞれの移動位置において被写体が撮像されることにより得られる画像データから上述のように高周波数成分データが得られる。得られた高周波数成分データと撮像レンズの位置とを示すグラフがエンベロープ検波により得られるものである。

図４は，エンベロープ検波により得られるグラフの一例である。

横軸は撮像レンズ１の位置，縦軸はエンベロープ検波において得られる高周波数成分データの最大値を１に規格化して得られる評価値（高周波成分の評価値）を示している。この図では，レンズ位置がＬ１の場合に高周波数成分データが最大となっている。

図３にもどって，エンベロープ検波により高周波数成分データが最大となるレンズ位置Ｌ１が被写体像が合焦するレンズ位置として検出される（ステップ42）。すると，撮像レンズ１は，検出されたそのレンズ位置Ｌ１に移動させられる（ステップ43）。撮像レンズ１がレンズ位置Ｌ１に位置決めされた状態で被写体が再び撮像される（ステップ44）。

被写体が再び撮像されることにより得られるＲＡＷ画像データは，信号処理回路９に与えられ，上述のようにして一駒分の高周波成分データが再び得られる。一駒分の高周波数成分データは，メモリ10に与えられ，一時的に記憶される。このメモリ10の記憶領域上で高周波数成分データによって表される被写体像が複数の領域に分割される（ステップ45）。

図５は，被写体像が複数の領域に分割されている様子を示している。

この実施例においては，水平方向および垂直方向にそれぞれ５分割されることにより，被写体像が（Ｈ０，Ｖ０）から（Ｈ４，Ｖ４）によってそれぞれの領域が示される合計25個の領域に分割されている。分割されたそれぞれの領域ごとに高周波数成分データが積算され，領域ごとの積算値（合焦評価値）の最大値が１となるように，各領域の積算値が規格化される。この実施例では，25個の領域（Ｈ０，Ｖ０）から（Ｈ４，Ｖ４）のうち，中央の領域（Ｈ２，Ｖ２）から得られる高周波数成分データの積算値が最大であり，１に規格化されている。領域（Ｈ０，Ｖ０）から（Ｈ４，Ｖ４）の下に記載されている値が規格された積算値である。中央の領域（Ｈ２，Ｖ２）に主要被写体像が存在すると考えられる。

図３に戻って，上述したように，分割された各領域ごとに高周波数成分データが積算され（ステップ46），その積算値が最大の領域が検出される（ステップ47）。積算値が最大の領域が主要被写体が存在する領域であるのは上述の通りである。

主要被写体が存在する領域がわかると，その存在する領域の画像のノイズがロウ・パス・フィルタ27によって除去される，あるいはその存在する領域の画像の鮮鋭度が高くなるようにシャープネス回路29によってシャープネス処理が行われる（ステップ48）。主要被写体像のノイズが低減される，あるいは主要被写体像の鮮鋭度が高くなるようになる。

図６は，メモリ・カード13に記録される画像ファイルのファイル構造（データ構造）を示している。

画像ファイルには，ヘッダ記録領域と画像データ記録領域が含まれている。ヘッダ記録領域には，所定の管理情報が記録される。また，画像データ記録領域には画像データが記録される。

ＲＡＷ画像データ記録モードが設定されると，上述のようにＡＦＥ４から出力されたＲＡＷ画像データは，メモリ・カード・インターフェイス12を介してメモリ・カード13に与えられる。すると，そのＲＡＷ画像データは，画像ファイルの画像データ記録領域に記録される。また，上述のように一駒を複数の領域に分割した場合においてそれぞれの領域ごとの高周波数成分データの評価値が算出される。算出された評価値を表すデータ（評価値データ）がそれぞれの領域に対応してわかるように，ＲＡＷ画像データが記録されている画像ファイルのヘッダ記録領域に記録される。

ヘッダ記録領域には領域に対応して評価値データが記録されているので，その評価値データを用いてＲＡＷ画像データによって表される被写体像のうち，主要被写体像が存在する領域がわかる。上述したのと同様に，主要被写体像が存在する領域内の画像について重点的にノイズ除去を行うことができる。また，同様に主要被写体像が存在する領域内の画像について重点的にシャープネス処理を行うこともできる。

ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。 ディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。 撮像レンズの位置と合焦の程度を示す評価値との関係を示している。 一駒の画像中における合焦の程度を分割された領域ごとに示している。 画像ファイルのファイル構造を示している。

符号の説明

３ ＣＣＤ
７ ＣＰＵ
９ 信号処理回路
10 メモリ
12 メモリ・カード・インターフェイス
13 メモリ・カード
27 ロウ・パス・フィルタ
29 シャープネス回路
32 ハイ・パス・フィルタ

Claims (6)

1. 被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する撮像手段，
   上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，
   上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，および
   上記合焦評価値算出手段によって算出された合焦評価値が高い上記領域内の画像をそのほかの上記領域の画像よりも強調して輪郭補正を行う輪郭補正手段，
   を備えた撮像装置。
2. 被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する撮像手段，
   上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，
   上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，および
   上記合焦評価値算出手段によって算出された合焦評価値が高い上記領域の画像のノイズを除去するノイズ除去手段，
   を備えた撮像装置。
3. 被写体像を撮像し，被写体像を表すＲＡＷ画像データを出力する撮像手段，
   上記撮像手段から出力された画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割する領域分割手段，
   上記領域分割手段によって分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出する合焦評価値算出手段，ならびに
   上記撮像手段から出力されるＲＡＷ画像データおよび上記合焦評価値算出手段によって算出された評価値を，上記領域と関連づけて着脱自在な記録媒体に記録する記録制御手段，
   を備えた撮像装置。
4. 被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを得，
   得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，
   分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，
   算出された合焦評価値が高い上記領域内の画像をそのほかの上記領域の画像よりも強調して輪郭補正を行う，
   画像データの輪郭補正方法。
5. 被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを得，
   得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，
   分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，
   算出された合焦評価値が高い上記領域の画像のノイズを除去する，
   画像データのノイズ除去方法。
6. 被写体像を撮像し，被写体像を表すＲＡＷ画像データを得，
   得られた画像データによって表される被写体像を複数の領域に分割し，
   分割された複数の領域ごとに，上記領域内の画像の合焦の程度を表す合焦評価値を算出し，
   上記撮像によって得られたＲＡＷ画像データおよび上記算出された評価値を，上記領域と関連づけて着脱自在な記録媒体に記録する，
   画像データの記録制御方法。

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