JP2008085388A

JP2008085388A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2008085388A
Application number: JP2006259654A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takane; 靖雄高根
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-10
Also published as: US8018506B2; US20080074515A1

Abstract

【課題】光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持する。
【解決手段】撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記光源判別手段により判別された光源に応じたシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することができる撮像装置に関する。

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、レンズ及びデバイスに起因して、撮影された画像の周辺に近づくにつれて光量が低下するシェーディングが発生する。従来、このシェーディングを補正する方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、予め各受光素子に入射する光束の入射角に基づいて設定されているシェーディング補正係数とディジタル映像信号とを演算処理することによりシェーディング補正された映像信号を得る旨が記載されている。特許文献２には、画像の補正中心からの距離に基づくシェーディング係数に応じて調整されることによりシェーディング補正が行われる旨が記載されている。特許文献３には、レベルデータを水平方向に積分してシェーディング補正データ、及びレベルデータを垂直方向に積分して得られたシェーディング補正データに基づいて、シェーディング補正信号を形成し、実際の撮影時にその形成されたシェーディング補正信号に基づいて、シェーディング補正を自動的に行う旨が記載されている。特許文献４には、絞り値、ズーム位置、レンズの種類によってシェーディング補正データを選択し、撮影シーンに応じたシェーディング補正を行う旨が記載されている。
特開平８−２７９９０２号公報特開２００５−２７７６１８号公報特許第２８０５１００号公報特開２０００−４１１７９号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載のものはいずれも、撮影環境の光源が変わった（例えば屋外（太陽）から屋内（蛍光灯）へ移動した場合）としても同一のシェーディング補正が行われるため、屋外で撮影した画像に対してはシェーディング補正が適切に行われるが、屋内で撮影した画像に対してはシェーディング補正が必ずしも適切に行われないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１に記載の発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記光源判別手段により判別された光源に応じたシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、撮影環境の光源に応じたシェーディング補正を行うことになるので、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、補正係数を格納する記憶手段と、前記記憶手段に前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数を書き込む書込手段と、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記記憶手段に格納された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、記憶手段に格納された補正係数（判別された光源に応じて書き込まれる補正係数）を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。

従って、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、補正テーブルを格納した記憶手段と、前記記憶手段に格納された補正テーブルを前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正テーブルに書き換える書換手段と、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記記憶手段に格納された補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、記憶手段に格納された補正テーブル（判別された光源に応じて書き込まれる補正テーブル）に基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。しかも、補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うので細かな補正が可能となる。

請求項４に記載の発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、光源ごとに補正係数を格納する記憶手段と、前記光源判別手段の判別結果に基づいて、前記記憶手段に格納された補正係数のうち前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に切り替えるセレクタと、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記セレクタにより切り替えられた補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備え、前記光源判別手段は、前記シェーディング補正手段の前段に配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、光源判別手段を補正演算手段の前段に配置してあるので、早い段階で光源を判断することが可能であるから、後段の負荷が軽くなる。

請求項５に記載の発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、光源ごとに補正テーブルを格納する記憶手段と、前記光源判別手段の判別結果に基づいて、前記記憶手段に格納された補正テーブルのうち前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正テーブルに切り替えるセレクタと、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記セレクタにより切り替えられた補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備え、前記光源判別手段は、前記シェーディング補正手段の前段に配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、シェーディング補正手段の前段に配置した光源判別手段が撮影環境の光源の種類を判別し、その判別結果に基づいて、セレクタが撮影環境の光源ごとに補正テーブルを切り替えることで、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。従って、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。しかも、補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うので細かな補正が可能となる。

請求項６に係る発明は、撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、補正係数を格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納された補正係数を前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に補正する補正係数補正手段と、前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記補正係数補正手段により補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、を備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明によれば、補正係数を光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に補正し、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、その補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。従って、光源ごとに補正係数を格納する必要がない。すなわち、製造時の工数を少なくできる。また、回路規模も小さくできる。

請求項７に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記光源判別手段は、撮像デバイスから得られる光源情報及び１フレーム前の光源情報に基づいて撮影環境の光源を判別することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、光源判断のための回路規模を小さくできる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の発明において、スルー画が表示されている最中、該スルー画の四隅の色バランスと中央部分の色バランスとを比較する比較手段をさらに備え、前記光源判別手段は、前記比較手段の比較結果に基づいて、撮影環境の光源を判別することを特徴とする。

請求項８に係る発明によれば、スルー画が表示されている最中、光源を連続的に判断することが可能であり、該判断された光源に応じたシェーディング補正が可能となる。しかも、回路規模を小さくでき、高速に蛍光灯等の検出が可能となる。

請求項９に係る発明は、請求項２、４、６のいずれかに記載の発明において、前記シェーディング補正演算式に含まれる補正係数には、レンズ固有情報及びズーム焦点距離情報に応じた補正情報が反映されており、さらに、前記光源判別手段により判別された撮影環境の光源に応じてオートホワイトバランスの収束点を調整する調整手段を備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明によれば、どのような光学系であっても画質を向上させることが可能となる。

本発明によれば、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。

以下、本発明の実施形態であるデジタルカメラについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態であるデジタルカメラのハード構成を説明するためのブロック図である。

図１に示すように、デジタルカメラ１００は、各操作部（図示せず）からの信号はＣＰＵ１０に入力され、ＣＰＵ１０は入力信号に基づいてデジタルカメラ１００の各回路を制御する。例えば、レンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、表示制御などを行う。

デジタルカメラ１００は、撮影レンズ１１と、ハニカム画素配置のＣＣＤやベイヤー方式のＣＣＤ、あるいはＣＭＯＳセンサである固体撮像素子１２を備えている。両者の間には、絞り、赤外線カットフィルタ、光学ローパスフィルタ等が配置されている（いずれも図示せず）。ＣＰＵ１０は、Ｉ／ＯＰＯＲＴ１３を介してレンズ駆動部（図示せず）を制御して撮影レンズ１１の位置をフォーカス位置に調整し、絞り駆動部（図示せず）を介し絞りの開口量を制御して露光量が適正露光量となるように調整する。

ＣＰＵ１０は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算など、各種演算を実施する演算手段として機能する。なお、これらの機能の全部又は一部を画像信号処理部２０が実行することも可能である。

バス１４等を介してＣＰＵ１０と接続されたメインメモリ（内蔵ＲＡＭ）１５には、ＣＰＵ１０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ１６には、ホワイトバランス調整領域を特定するデータ、シェーディング補正特性、ＣＣＤ画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。

また、プログラムの展開領域及びＣＰＵ１０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域として利用されるメモリ（ＳＤＲＡＭ）１７も備えている。ＲＯＭ１６やＳＤＲＡＭ１７にはメモリコントローラ２２を介してアクセスされる。

また、ＣＰＵ１０は、撮像素子駆動部（図示せず）を介して固体撮像素子１２を駆動し、撮影レンズ１１を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。この出力された色信号はＣＰＵ１０からＳＩＯ１８を介して制御されるＡＦＥ１９（アナログフロントエンドプロセッサ）に入力される。ＡＦＥ１９では、ＣＤＳ（図示せず）が入力された色信号に対してアンプ雑音やリセット雑音を除去する処理を行い、次いで、可変ゲイン増幅器であるＡＤＣ（図示せず）がゲイン調整し、さらにＡ／Ｄ変換部（図示せず）がデジタルデータに変換して出力する。この出力されたデジタルデータ（以下画像データともいう）は画像信号処理部２０に入力される。画像信号処理部２０はＡＷＢ演算等の各種の信号処理を実行する他、補正演算回路２０ａを含んでいる。

図２に示すように、補正演算回路２０ａはシェーディング補正を行う回路である。補正演算回路２０ａは、撮影環境の光源ごとに補正係数を変更することで、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して該補正係数を含む補正演算式に基づいて最適なシェーディング補正を行う。補正係数を含む補正演算式は、例えば、次の６次式（これ以下またはこれ以上の次数であってもよい）で表すことができる。

［数１］補正演算式Ｇ＝ａｄ^６＋ｂｄ^４＋ｃｄ^２＋Ｋ
ａ、ｂ、ｃが補正係数であり、ｄが画面中央からの距離である。補正係数は光源ごと、ＲＧＢごとに、ＲＯＭ１６、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶手段に格納されている。例えば、標準光用補正係数Ａ、蛍光灯用補正係数Ｂ、水銀灯用補正係数Ｃ・・・のように格納されている。

画像信号処理部２０で各種の信号処理が実行された画像データは、圧縮伸張処理部２１により必要に応じてＪＰＥＧ画像に圧縮された後、バス１４、メモリコントローラ２２等を介してＳＤＲＡＭ１７等に格納される。ＤＭＡＣ２３は積和演算器であり、これにより画像信号処理部２０等の処理が高速化されている。

ＣＰＵ１０にバス１４等を介して接続されたＵＳＢ等の外部通信制御部２４を介してパーソナルコンピュータやプリンタ等に画像データを出力することが可能となっている。また、ＣＰＵ１０にバス１４等を介して接続されたエンコーダー／ＬＣＤ処理部２５を介してＴＶモニターやＬＣＤ等の画像表示装置に画像データに基づく画像を表示することが可能となっている。

〔第１実施形態〕
次に、上記構成のデジタルカメラ１００において、撮影環境の光源（標準光、蛍光灯、水銀灯等）ごとに補正係数を変更することで、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して該補正係数を含む補正演算式に基づいて最適なシェーディング補正を行う動作について図３を参照しながら説明する。以下の処理は、ＣＰＵ１０が所定プログラムを実行することによって実現される。

まず、撮影環境の光源を判別するためにＡＥ、ＡＷＢ手段等の撮像デバイスからデータを取り込み（ステップＳ１０）、この取り込んだデータに基づいて撮影環境の光源を判別する（ステップＳ１２）。あるいは、ユーザがマニュアルで光源の種別を設定する手段（例えば光源設定スイッチ）を設け、この設定に基づいて撮影環境の光源を判別するようにしてもよい。

撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光）、ＲＯＭ１６から標準光用補正係数Ａが読み出され（ステップＳ１４）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた標準光用補正係数Ａを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：蛍光灯）、ＲＯＭ１６から蛍光灯用補正係数Ｂが読み出され（ステップＳ２０）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた蛍光灯用補正係数Ｂを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

また、撮影環境の光源が標準光でなく、水銀灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：水銀灯）、ＲＯＭ１６から水銀灯用補正係数Ｃが読み出され（ステップＳ２２）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた水銀灯用補正係数Ｃを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１００によれば、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に格納された補正係数（ステップＳ１２、ステップＳ１８で判別された光源に応じて書き込まれる補正係数）を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。

次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。

本変形例では、図４に示すように、上記構成のデジタルカメラ１００において、上記実施形態の補正演算回路２０ａの代わりに、乗算器２０ｂ及びセレクタ２０ｃを設け、ＲＯＭ１６等の記憶手段にテーブル（例えばシェーディングカーブの逆カーブを基に割り出した補正係数を含む）を格納している。テーブルは光源ごと、ＲＧＢごとに、格納されている。例えば、標準光用補正テーブルＡ、蛍光灯用補正テーブルＢ、水銀灯用補正テーブルＣ・・・のように格納されている。

本変形例のデジタルカメラ１００の動作は、上記第１実施形態と同様であるので、図３に即して、相違点を中心に説明する。

すなわち、撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光）、ＲＯＭ１６から標準光用補正テーブルＡが読み出され（ステップＳ１４）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。この場合、乗算器２０ｂは、画像データに対してその書き込まれた標準光用補正テーブルＡに基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：蛍光灯）、ＲＯＭ１６から蛍光灯用補正テーブルＢが読み出され（ステップＳ２０）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。この場合、乗算器２０ｂは、画像データに対してその書き込まれた蛍光灯用補正テーブルＢに基づいてシェーディング補正を行う。

また、撮影環境の光源が標準光でなく、水銀灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：水銀灯）、ＲＯＭ１６から水銀灯用補正テーブルＣが読み出され（ステップＳ２２）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ１６）。この場合、乗算器２０ｂは、画像データに対してその書き込まれた水銀灯用補正テーブルＣに基づいてシェーディング補正を行う。

なお、セレクタ２０ｃはＴＧ（タイミングジェネレータ）からの基準信号もしくは色信号をもとに色（ＲＧＢ）ごとのテーブルを切り替える。

以上説明したように、本変形例のデジタルカメラ１００によれば、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に格納された補正テーブル（ステップＳ１２、ステップＳ１８で判別された光源に応じて書き込まれる補正テーブル）に基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。しかも、補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うので細かな補正が可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、上記構成のデジタルカメラ１００において、撮影環境の光源（標準光、蛍光灯、水銀灯等）ごとに補正係数を切り替えることで、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して該切り替えられた補正係数を含む補正演算式に基づいて最適なシェーディング補正を行う動作について説明する。

本実施形態のデジタルカメラ１００は、図５に示すように、撮影環境の光源を判別する光源判別回路２０ｄと、光源ごとに補正係数を格納するＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置１６と、光源判別回路の判別結果に基づいて、記憶装置１６に格納された補正係数のうち光源判別回路により判別された光源に応じた補正係数に切り替えるセレクタ２０ｃと、特定の撮影環境下で撮影された画像に対して、セレクタ２０ｃにより切り替えられた補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う補正演算回路２０ａと、を備えている。光源判別回路２０ｄは、補正演算回路２０ａの前段に配置されている。この点が、本実施形態の主要な特徴点となっている。

本実施形態のデジタルカメラ１００の動作は、上記第１実施形態と同様であるので、図３に即して、相違点を中心に説明する。

すなわち、撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光）、図５中上側の標準光用補正係数Ａに切り替えられる（ステップＳ１４）。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその切り替えられた標準光用補正係数Ａに基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：蛍光灯）、図５中下側の蛍光灯用補正係数Ｂに切り替えられる（ステップＳ２０）。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその切り替えられた蛍光灯用補正係数Ｂに基づいてシェーディング補正を行う。

また、撮影環境の光源が標準光でなく、水銀灯であると判別された場合も同様である。

以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１００によれば、セレクタ２０ｃにより切り替えられた補正係数に基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。従って、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。また、光源判別回路２０ｄを補正演算回路２０ａの前段に配置してあるので、早い段階で光源を判断することが可能であるから、後段の負荷が軽くなる。

次に、上記第２実施形態の変形例について説明する。

本変形例では、図６に示すように、上記構成のデジタルカメラ１００において、上記実施形態の補正演算回路２０ａの代わりに、乗算器２０ｂを設け、ＲＯＭ１６等の記憶手段に補正テーブル（例えばシェーディングカーブの逆カーブを基に割り出した画素ごとの補正係数を含む）を格納している。テーブルは光源ごと、ＲＧＢごとに、格納されている。例えば、標準光用補正テーブルＡ、蛍光灯用補正テーブルＢ、水銀灯用補正テーブルＣ・・・のように格納されている。

すなわち、撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光）、図６中上側の標準光用補正テーブルＡに切り替えられる（ステップＳ１４）。この場合、乗算器２０ｂは、画像データに対してその切り替えられた標準光用補正テーブルＡに基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：蛍光灯）、図５中下側の蛍光灯用補正テーブルＢに切り替えられる（ステップＳ２０）。この場合、乗算器２０ｂは、画像データに対してその切り替えられた蛍光灯用補正テーブルＢに基づいてシェーディング補正を行う。

以上説明したように、本変形例のデジタルカメラ１００によれば、セレクタ２０ｃにより切り替えられた補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うので、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像データに対して該光源に応じた最適なシェーディング補正を行うことが可能となる。従って、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となる。また、光源判別回路２０ｄを補正演算回路２０ａの前段に配置してあるので、早い段階で光源を判断することが可能であるから、後段の負荷が軽くなる。しかも、補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うので細かな補正が可能となる。

〔第３実施形態〕
次に、上記構成のデジタルカメラ１００において、撮影環境の光源（標準光、蛍光灯、水銀灯等）ごとに補正係数を変更するのではなく、撮影環境の光源（標準光、蛍光灯、水銀灯等）ごとに補正係数を係数補正回路２０ｅにより補正し、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して該補正後の補正係数を含む補正演算式に基づいて最適なシェーディング補正を行う動作について説明する。

本実施形態のデジタルカメラ１００は、図５に示すように、補正係数を格納するＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｒｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置１６と、記憶装置１６に格納された補正係数を光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に補正する係数補正回路２０ｅと、特定の撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、係数補正回路２０ｅにより補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う補正演算回路２０ａと、を備えている。なお、記憶装置１６には、補正係数は光源ごとには格納されていない（例えば、補正係数Ａ、Ｂ、Ｃのみが格納されている）が、ＲＧＢごとに格納されている。この点が第１及び第２実施形態と異なる。

すなわち、撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光）、係数補正回路２０ｅが各補正係数（例えばＡ〜Ｃ）をその判別された光源に応じた補正係数に補正する（ステップＳ１４）。例えばＡ´＝ｈ１×Ａ、Ｂ´＝ｈ２×Ｂ・・・のように補正する。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ１２：標準光以外、ステップＳ１８：蛍光灯）、係数補正回路２０ｅが各補正係数（例えばＡ〜Ｃ）をその判別された光源に応じた補正係数に補正する（ステップＳ２０）。例えばＡ´＝ｈ３×Ａ、Ｂ´＝ｈ４×Ｂ・・・のように補正する。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

なお、補正演算回路２０ａはＴＧ（タイミングジェネレータ）からの基準信号もしくは色信号をもとに色（ＲＧＢ）ごとのテーブルを切り替える。

以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１００によれば、係数補正回路２０ｅが補正係数を光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に補正し、補正演算回路２０ａが撮影環境下で撮影された画像に対して、その補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。従って、光源ごとに補正係数を格納する必要がない。すなわち、製造時の工数を少なくできる。また、回路規模も小さくできる。

〔第４実施形態〕
次に、上記構成のデジタルカメラ１００において、撮影環境の光源（標準光、蛍光灯、水銀灯等）ごとに補正係数を変更することで、撮影環境の光源ごとに、画像データに対して該補正係数を含む補正演算式に基づいて最適なシェーディング補正を行う動作について図８を参照しながら説明する。

本実施形態のデジタルカメラ１００では、撮影環境の光源を判別するためにＡＥ、ＡＷＢ手段等の撮像デバイスから取り込んだデータだけでなく、さらに１フレーム前のＡＥ、ＡＷＢデータに基づいて撮影環境の光源を判別する。この点が第１実施形態と異なる。以下の処理は、ＣＰＵ１０が所定プログラムを実行することによって実現される。

まず、撮影環境の光源を判別するために（例えば撮影ボタンを全押ししたときに）ＡＥ、ＡＷＢ手段等の撮像デバイスからデータを取り込む（ステップＳ２０）とともに、（例えば撮影ボタンを半押ししたときに）１フレーム前のＡＥ、ＡＷＢデータを読み込み、これら取り込んだデータ等に基づいて撮影環境の光源を判別する（ステップＳ２２）。

撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ２２：標準光）、ＲＯＭ１６から標準光用補正係数Ａが読み出され（ステップＳ２３）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ２４）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた標準光用補正係数Ａを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ２２：標準光以外、ステップＳ２５：蛍光灯）、ＲＯＭ１６から蛍光灯用補正係数Ｂが読み出され（ステップＳ２６）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ２４）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた蛍光灯用補正係数Ｂを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

また、撮影環境の光源が標準光でなく、水銀灯であると判別された場合（ステップＳ２２：標準光以外、ステップＳ２５：水銀灯）、ＲＯＭ１６から水銀灯用補正係数Ｃが読み出され（ステップＳ２７）、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、あるいはＲｅｇｉｓｔｅｒ等の記憶装置に書き込まれる（ステップＳ２４）。すなわち、補正係数が補正演算回路２０ａに設定される。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその書き込まれた水銀灯用補正係数Ｃを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１００では、撮影環境の光源を判別するためにＡＥ、ＡＷＢ手段等の撮像デバイスから取り込んだデータだけでなく、さらに１フレーム前のＡＥ、ＡＷＢデータに基づいて撮影環境の光源を判別する（ステップＳ２２）。従って、光源判断のための回路規模を小さくできる。

〔第５実施形態〕
本実施形態では、上記各実施形態のデジタルカメラ１００において利用できる光源判別手段について説明する。

図９は、光源判別処理を説明するためのフローチャートである。

以下の処理は、上記構成のデジタルカメラ１００にいわゆるスルー画が表示されるモードが設定されスルー画が表示されている下で、ＣＰＵ１０が所定プログラムを実行することによって実現される。

スルー画が表示されている最中、そのスルー画の四隅の色バランスと中央部分の色バランスとを比較するべく、該スルー画の四隅及び中央部分の積算値を算出する（ステップＳ３０）。このスルー画の四隅及び中央部分は例えば図１０に示す領域が選定される。そして、スルー画の四隅の色バランスを相互に比較し（ステップＳ３２）、それぞれの差分が一定値以外であれば（ステップＳ３２：一定値以外）、標準光源であると判断し、標準光源設定値を設定する（ステップＳ３４）。

一方、スルー画の四隅の色バランスを相互に比較し（ステップＳ３２）、それぞれの差分が一定値以上であれば（ステップＳ３２：それぞれの差分が一定値以内）、さらにスルー画の四隅と中央の色バランスを相互に比較し（ステップＳ３６）、それぞれの差分が一定値以内であれば（ステップＳ３６：一定値以内）、標準光源であると判断し、標準光源設定値を設定し（ステップＳ３４）する。一方、スルー画の四隅と中央の色バランスを相互に比較し（ステップＳ３６）、それぞれの差分が一定値以上であれば（ステップＳ３６：一定値以上）、特殊光源（蛍光灯、水銀灯、タングステン等）であると判断し、特殊光源設定値を設定する（ステップＳ３８）。

本実施形態の光源判別手段によれば、上記各実施形態のデジタルカメラ１００において、スルー画が表示されている最中、光源を連続的に判断することが可能であり、該判断された光源に応じたシェーディング補正が可能となる。しかも、回路規模を小さくでき、高速に蛍光灯等の検出が可能となる。

〔第６実施形態〕
次に、上記構成のデジタルカメラ１００において、撮影環境の光源ごとに補正係数を変更するだけでなく、レンズ個々のシェーディング情報や焦点距離に応じた補正情報を補正係数の設定時に盛り込む。さらに、シェーディング補正の影響で全体の色バランスが微妙に異なってくるのでＡＷＢの収束ポイントを微調整する。図１１は、この処理を説明するためのフローチャートである。以下の処理は、ＣＰＵ１０が所定プログラムを実行することによって実現される。

まず、撮影環境の光源を判別するために（例えば撮影ボタンを全押ししたときに）ＡＥ、ＡＷＢ手段等の撮像デバイスからデータを取り込む（ステップＳ４０）とともに、（例えば撮影ボタンを半押ししたときに）１フレーム前のＡＥ、ＡＷＢデータを読み込み、これら取り込んだデータ等に基づいて撮影環境の光源を判別する（ステップＳ４２）。

撮影環境の光源が標準光であると判別された場合（ステップＳ４２：標準光）、ＲＯＭ１６から標準光用補正係数Ａが読み出され（ステップＳ４３）、補正演算回路２０ａに設定される（ステップＳ４４）。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその設定された標準光用補正係数Ａを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。

一方、撮影環境の光源が標準光でなく、蛍光灯であると判別された場合（ステップＳ４２：標準光以外、ステップＳ４５：蛍光灯）、ＲＯＭ１６から蛍光灯用補正係数Ｂが読み出され（ステップＳ４６）、補正演算回路２０ａに設定される（ステップＳ４４）。この際、レンズ固有情報（レンズ個々のシェーディング情報等）及びズーム焦点距離情報（ズームや焦点距離の情報等）に応じた補正情報もその補正係数に盛り込まれる（反映される）。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその設定された蛍光灯用補正係数Ｂを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。また、撮影環境の光源に応じてＡＷＢの収束点を調整する（ステップＳ４７）。ここでは、光源が蛍光灯であると判別されている（ステップＳ４５：蛍光灯）ので、ＡＷＢの収束点は、若干青みがかった画像となるように調整される。これにより、蛍光灯下での撮影画像から赤みを取り除き、適正な画像を得ることが可能となる。

また、撮影環境の光源が標準光でなく、水銀灯であると判別された場合（ステップＳ４２：標準光以外、ステップＳ４５：水銀灯）、ＲＯＭ１６から水銀灯用補正係数Ｃが読み出され（ステップＳ４８）、補正演算回路２０ａに設定される（ステップＳ４９）。この際、レンズ固有情報（レンズ個々のシェーディング情報等）及びズーム焦点距離情報（ズームや焦点距離の情報等）に応じた補正情報もその補正係数に盛り込まれる（反映される）。この場合、補正演算回路２０ａは、画像データに対してその設定された水銀灯用補正係数Ｃを含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。また、撮影環境の光源に応じてＡＷＢの収束点を調整する（ステップＳ４９）。ここでは、光源が水銀灯であると判別されている（ステップＳ４５：水銀灯）ので、ＡＷＢの収束点を、光源が蛍光灯の場合と同様にして決める。これにより、水銀灯下での撮影画像から適正な画像を得ることが可能となる。

以上のＡＷＢ（オートホワイトバランス）の収束点を調整する処理は例えば、図１２に示す回路により実現することが可能である。図１２は、従来の信号処理回路の黒補正部とシェーディング補正部との間に光源判定部を設けたものである。

以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１００によれば、レンズ固有情報（レンズ個々のシェーディング情報等）及びズーム焦点距離情報（ズームや焦点距離の情報等）に応じた補正情報が反映された補正係数を含む補正演算式に基づいてシェーディング補正を行う。また、撮影環境の光源に応じてＡＷＢの収束点を調整する。

従って、光源が変わってもシェーディング補正を適切に行うことで良好な画質を維持することが可能となるだけでなく、どのような光学系であっても画質を向上させることが可能となる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

本発明の実施形態であるデジタルカメラのハード構成を説明するためのブロック図である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第１実施形態）である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う動作（第１実施形態）を説明するためのフローチャートである。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第１実施形態の変形例）である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第２実施形態）である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第２実施形態の変形例）である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第３実施形態）である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う動作（第４実施形態）について説明するためのフローチャートである。光源判別処理の例（第５実施形態）を説明するための図である。光源判別処理で比較される領域（四隅と中央）を説明するための図である。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う動作（第６実施形態）について説明するためのフローチャートである。撮影環境の光源ごとに画像データに対して最適なシェーディング補正を行う回路例（第６実施形態）である。

符号の説明

１００…デジタルカメラ、１１…撮影レンズ、１２…固体撮像素子、１４…バス、１６…記憶装置（ＲＯＭ等）、２０…画像信号処理部、２０ａ…補正演算回路、２０ｂ…乗算器、２０ｃ…セレクタ、２０ｄ…光源判別回路、２０ｅ…係数補正回路、２１…圧縮伸張処理部、２２…メモリコントローラ、２４…外部通信制御部、２５…エンコーダー／ＬＣＤ処理部

Claims

撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記光源判別手段により判別された光源に応じたシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
補正係数を格納する記憶手段と、
前記記憶手段に前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数を書き込む書込手段と、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記記憶手段に格納された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
補正テーブルを格納した記憶手段と、
前記記憶手段に格納された補正テーブルを前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正テーブルに書き換える書換手段と、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記記憶手段に格納された補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
光源ごとに補正係数を格納する記憶手段と、
前記光源判別手段の判別結果に基づいて、前記記憶手段に格納された補正係数のうち前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に切り替えるセレクタと、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記セレクタにより切り替えられた補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備え、
前記光源判別手段は、前記シェーディング補正手段の前段に配置されていることを特徴とする撮像装置。
撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
光源ごとに補正テーブルを格納する記憶手段と、
前記光源判別手段の判別結果に基づいて、前記記憶手段に格納された補正テーブルのうち前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正テーブルに切り替えるセレクタと、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記セレクタにより切り替えられた補正テーブルに基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備え、
前記光源判別手段は、前記シェーディング補正手段の前段に配置されていることを特徴とする撮像装置。
撮影環境の光源を判別する光源判別手段と、
補正係数を格納する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された補正係数を前記光源判別手段により判別された光源に応じた補正係数に補正する補正係数補正手段と、
前記撮影環境の光源下で撮影された画像に対して、前記補正係数補正手段により補正された補正係数を含むシェーディング補正演算式に基づいてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
前記光源判別手段は、撮像デバイスから得られる光源情報及び１フレーム前の光源情報に基づいて撮影環境の光源を判別することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
スルー画が表示されている最中、該スルー画の四隅の色バランスと中央部分の色バランスとを比較する比較手段をさらに備え、
前記光源判別手段は、前記比較手段の比較結果に基づいて、撮影環境の光源を判別することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の撮像装置。
前記シェーディング補正演算式に含まれる補正係数には、レンズ固有情報及びズーム焦点距離情報に応じた補正情報が反映されており、
さらに、前記光源判別手段により判別された撮影環境の光源に応じてオートホワイトバランスの収束点を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項２、４、６のいずれかに記載の撮像装置。