JP2009200589A

JP2009200589A - 画像処理装置およびその色補正撮影方法

Info

Publication number: JP2009200589A
Application number: JP2008037377A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kato; 和広加藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】２回以上の色計測により潜水を行う水域での異なる水深における水の色減衰の度合いを算出することで水中撮影のための色補正を適正化するようにした画像処理装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置おける環境光の色情報を演算し、演算された色情報に基づいて前記撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中撮影において自然な発色で写真画像を得ることができる画像処理装置に関するものであり、特に、深度差と環境光色差からその水域での水の色付きの強さを算出することにより水中撮影のための色補正を自動化できるようにした画像処理装置およびその色補正撮影方法に関するものである。

近年、スチルカメラやビデオカメラに対して様々な防水対策が施されるに伴い、防水性能の高いカメラを用いた水中撮影が可能となっている。

通常水中で写真を撮影すると、光線の赤色線分が他の色成分よりも水によって吸収される度合いが大きいため青味を帯びた写真になる。その吸収の度合いは水深が深くなるほど大きくなる。

このため、この吸収された光線の赤色成分を補正するホワイトバランス調整を行うことができる電子カメラが様々に提案されている。例えば、下記の特許文献１（特開２００４−２８２４６０号公報）には、水中撮影時に水面からの深さに応じてホワイトバランス調整を行うことができる技術が開示されている。

この特許文献１に開示された技術は、被写体を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、撮像素子から出力される撮像信号に対してホワイトバランス調整を行う色調整手段と、色調整手段がホワイトバランス調整時に使用する調整係数を撮影前に設定する調整係数設定手段と、水中でカメラが位置する深さ（水深）を検出する水深検出手段と、水深検出手段によって検出される水深に応じて異なる調整係数を使用するように色調整手段を制御する制御手段とを備えるように構成されているものである。このように構成することにより、水中撮影時の水面からの深さに応じてホワイトバランス調整が行われる。
特開２００４−２８２４６０号公報（段落［０００６］、図１）

このように、一般に水中撮影では太陽光が青く色づくため深く潜るほど強く青味がかった写真となりがちであり、よりカラフルな色幅の広い撮影イメージを得るためには色補正が必要となる。

ところで、より正確な色補正を行うためには、水中での撮影前に白色取り込みなどの方法によって水中環境光計測をその都度行うことによりカメラ側で補正することが望ましいが、潜水を行う者にとってそれは負担の大きい作業であり、またその作業時間によってシャッターチャンスを逃がすこともあるという問題点がある。

さらに、水中での環境光は深く潜るほど青く色づく割合も強くなるが、海域や各日毎に水中に含まれる物質成分が異なるため同じ深さでもどの程度色づくかは一定ではなく、単純に深さに応じて色補正の程度（調整係数）を定義した参照テーブルによって補正する方法では好ましい色補正の結果が得られないという問題点がある。

したがって、色補正に用いる補正データを常に水中撮影時の水域に適した状態に保つことができるように、補正データを容易かつ効率良く取得でき、好ましい色補正が行える方法の実現が望まれている。

本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、異なる水深で環境光色測定を行い、深度差と環境光色差とからその水域での水の色つきの強さを測定するようになせば、上記の問題点を解消し得ることを想到し本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、上記の問題点を解消することを課題とし、２回以上の色計測により潜水を行う水域での異なる水深における水の色減衰の度合いを算出することで水中撮影のための色補正を適正化するようにした画像処理装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、被写体像を撮像して画像データを出力する撮影素子（例えば下記実施例では、撮影素子１２に相当する）と、前記被写体像を撮像した水深位置を検出する位置検出手段（例えば下記実施例では、水深計１８に相当する）と、少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する記憶手段（例えば下記実施例では、データ格納部１６に相当する）と、撮像された被写体像の画像データに対して色補正する色補正手段（例えば下記実施例では、ＣＰＵ１４に相当する）と、を備え、前記色補正手段は、前記記憶手段に記憶されている少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、前記位置検出手段によって得られた前記被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置における環境光の色情報を演算し、演算された色情報に基づいて前記撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行うことを特徴する。

また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる画像処理装置において、前記画像データはカラー画像データであり、前記色補正手段は、前記カラー画像データの各色成分を前記環境光の色情報の各色成分に応じて補正することを特徴とする。

また、本願の請求項３にかかる発明は、被写体像を撮像して画像データを出力する撮影素子と、前記被写体像を撮像した水深位置を検出する位置検出手段と、少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する記憶手段と、撮像された被写体像の画像データに対して色補正する色補正手段と、を備えた画像処理装置における色補正撮影方法において、少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する第１のステップと、任意の水深位置にて被写体像を撮像する第２のステップと、前記第２のステップにより被写体像を撮像した際の水深位置を検出する第３のステップと、前記第１のステップによって記憶された少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、前記第３のステップによって得られた前記被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置おける環境光の色情報を演算する第４のステップと、前記第４のステップにより演算された色情報に基づいて、前記第２のステップにより撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行う第５のステップと、を含むことを特徴とする。

また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる色補正撮影方法において、前記第１のステップは、任意の水深位置にて環境光特性評価用被写体像を撮像するステップと、前記環境光特性評価用被写体像を撮像した際の水深位置を検出するステップと、前記撮像された環境光特性評価用被写体像の画像データに基づき、当該環境光特性評価用被写体像を撮像したときの環境光の色情報を取得するステップと、を含むことを特徴とする。

請求項１、請求項３にかかる発明においては、画像処理装置は、予め異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶手段に記憶させておき、前記記憶手段に記憶されている少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、前記位置検出手段によって得られた前記被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置における環境光の色情報を演算し、演算された色情報に基づいて前記撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行う。

このような構成によれば、少なくとも水深の異なる２地点で水中環境光の測定を行うことにより、深度差と環境光色差からその水域での水の色付きの強さを計測することができるため、この水の色付きの強さに基づいて任意の水深における水中撮影の色補正を自動化することが可能である。このため、ユーザの水中での操作負担を減らし、潜行中の難しいカメラ操作に気を取られて事故を起こすことのない安全な画像処理装置を提供することができる。また、不十分もしくは誤った色補正を防ぐことで写真の色に関する画質を向上させることができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。

また、請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる画像処理装置において、画像データがカラー画像データである場合、カラー画像データの各色成分を環境光の色情報の各色成分に応じて補正する。

このような構成によれば、水をカラーフィルタと同様のものと考え、深度差と環境光色差からその水域での水の色付きの強さを計測することができるため、この水の色付きの強さに基づいて任意の水深における水中撮影の色補正を自動化することが可能である。このため、不十分もしくは誤った色補正を防ぐことで写真の色に関する画質を向上させることができるので、ユーザにとっての利便性が向上する。

また、請求項４にかかる発明においては、請求項３にかかる色補正撮影方法において、任意の水深位置にて環境光特性評価用被写体像を撮像し、前記環境光特性評価用被写体像を撮像した際の水深位置を検出し、前記撮像された環境光特性評価用被写体像の画像データに基づき、当該環境光特性評価用被写体像を撮像したときの環境光の色情報を取得する。

このような構成によれば、少なくとも水深の異なる２地点で環境光特性評価用被写体像（例えば、白色物体）を撮像することで水中環境光の測定を行うことにより、深度差と環境光色差からその水域での水の色付きの強さを計測することができるため、この水の色付きの強さに基づいて任意の水深における水中撮影の色補正を自動化することが可能である。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための水中カメラを例示するものであって、本発明をこの水中カメラに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の水中カメラにも等しく適用し得るものである。

図１は、本発明の実施例にかかる水中カメラの構成を示すブロック図である。水中カメラ１０は、防水加工が施された弾性のパッキンが内側に設けられた防水構造の筐体に、光学部１１、撮影素子１２、Ａ／Ｄ変換部１３、ＣＰＵ１４、プログラム格納部１５、データ格納部１６、メモリ１７、水深計１８、操作部１９などを備えて構成されている。

なお、撮影素子１２は本発明の撮影素子に相当し、ＣＰＵ１４は本発明の色補正手段に相当し、データ格納部１６は本発明の記憶手段に相当し、水深計１８は本発明の位置検出手段に相当する。

図１に示すように、水中カメラ１０は、光学部１１と接続された撮影素子１２を備えている。この光学部１１は、被写体の光を撮影素子１２へ投影させる撮影レンズと光量の調整を行う絞り機構などから構成されている。

撮影素子１２は、投影された被写体の光をＲＧＢ数値の各色の光の量に光電変換して撮像信号（アナログ画像データ）としてＡ／Ｄ変換部１３に出力する素子であり、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＭＯＳデバイスなどから構成されている。

Ａ／Ｄ変換部１３は、撮影素子１２の出力ノイズを除去するＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路やＣＤＳ回路により低雑音化された信号の信号レベルを調整する非線形増幅回路を備え、入力されたアナログ画像信号をデジタル信号化する。デジタル変換された信号は、ＣＰＵ１４へ送信される。

ＣＰＵ１４は、マイクロプロセッサを主たる構成要素とし、プログラム格納部１５とデータ格納部１６が接続されており、プログラム格納部１５に格納されているシステムプログラムに基づき各部を制御する。プログラム実行中に一時的に保持する必要の生じた作業用データはデータ格納部１６に保存される。また、Ａ／Ｄ変換部１３にてデジタル画像信号に変換された画像データもこのデータ格納部１６に格納される。

また、ＣＰＵ１４には、メモリ１７が接続されている。このメモリ１７は、フラッシュメモリによって構成されており、撮影された画像データを記録する画像メモリである。

プログラム格納部１５は、ＲＯＭによって構成されており、ＣＰＵ１４の制御に必要なデータ、プログラムなどが格納されている。データ格納部１６は、ＤＲＡＭによって構成されており、デジタル画像データを一時的に格納するバッファメモリとして使用されるとともに、ＣＰＵ１４のワーキングメモリとしても使用される。

水深計１８は、水圧センサを備えており、この水圧センサによって水中カメラ１０の筐体に加わる水圧を検知する。この水深計１８と接続されているＣＰＵ１４は、検知された水圧に基づいて深度に対応する値を算出する。

ＣＰＵ１４には、操作部１９が接続されている。この操作部１９は、電源ボタン、シャッタボタン、ズームボタン、メニュー操作ボタン、モードスイッチ、液晶モニタなどを有している。液晶モニタは、撮影素子１２で取得した画像を表示することができる。

また、データ格納部１６には、デジタル画像データや作業用データだけではなく、ホワイトバランスをとるためのホワイトバランス補正数値を算出するために用いられる色情報テーブルを記憶している。

色情報テーブルとは、深度情報と色情報（ＲＧＢ数値）とを対応付けてデータ化させたものである。色情報は、水中の深度変化によって光吸収率が変化することに起因する環境光色のカラーバランスの崩れを示す色味成分を規定する数値情報であり、任意の深度において環境光色の計測を行った結果のＲＧＢ数値である。この環境光色の計測は、例えば、水中の異なる深度にて白色物体などの所定の被写体を撮影（白色取り込み）することにより得られた画像データについてＣＰＵ１４が画像処理することにより行われる。また、深度情報は、環境光色の計測を行った水深の値であり、例えば、水深計１８の水圧センサから検知された水圧に基づいてＣＰＵ１４によって算出される。

図２は、データ格納部１６に記憶された色情報テーブルの構成を説明するための図を示し、図２Ａは水深１ｍと１１ｍにおいて計測された色情報（ＲＧＢ数値）が水深情報と関連付けられてデータ化されている色情報テーブルの例を示している。

また、本実施例では、任意の深度における色情報を演算によって求める。基本的な考え方は、実際に環境光色の計測を行った少なくとも深度の異なる位置におけるＲＧＢ数値に基づいて、一定の深度の変化によってどれだけ光の各成分（ＲＧＢ）の量が減ったかを求め、実際には環境光色の計測をしていない水深でどのようなＲＧＢ数値になっているかを求める。この演算はＣＰＵ１４によって実行される。

例えば、図２Ａに示すように、水深１ｍと１１ｍでの各成分数値に基づいて、浅い深度（１ｍ）での成分数値を深い深度（１１ｍ）での成分数値で除算すると、深度差１０ｍの水深の変化で光の強さがどの程度減衰したのかが分かる。実際にＧ成分数値を用いて除算を行うと、
Ｇ成分・・・１６７.５６１４／５５８.５３７９≒０.３
となるので、水深変化１０ｍでＧ成分の光は約０.３倍になったことが分かる。

次に、この値を元に１ｍ当たりの変化がどれだけであるのかを求める。この１０ｍ当たりの変化数値０.３から１ｍ当たりの変化数値を求めるには、１ｍを１０ｍで除算した数値である０.１を、０.３に対して乗算の指数として適用すると、
Ｇ成分・・・０.３^0.1＝０.８８６５６８１５０５６５２１
となる。つまり、水深が１ｍ深くなるごとにＧ成分は約０.８９倍になることが分かる。これを用いて他の深度でのＧ成分の値を算出するには、１ｍでの値を元に基準深度１ｍからの深度変化（深度差）メートル分だけ０.８９を乗算することで得ることができる。

例えば、水深２５ｍにおける成分数値を求めるには、２５ｍから基準深度となる１ｍとの差が２４ｍであることから、水深１ｍでのＧ成分の数値に０.８９倍を２４乗して乗算することにより、
Ｇ成分・・・５５８.５３７９×０.８９²⁴≒３１.０５５８
となる。同様に、Ｒ成分とＢ成分も演算によって求めると深度２５ｍにおいて実際に環境光色を計測することなく、
Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２.２１３５：３１.０５５８：１１１.３６９３
を得ることができる。

同様に、水深１５ｍや５ｍといった深さでも、累乗の指数を変化させることで適切なＲＧＢ数値を演算することが可能である。

図２Ｂは、図２Ａに示した水深１ｍと１１ｍにおいて実際に環境光色の計測を行った結果のＲＧＢ数値により演算によって求められた他の水深での理論数値が水深情報と関連付けられてデータ化されている色情報テーブルの例を示している。例えば、水深５ｍのＲＧＢ数値として、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２２１.３５９４：３４５.０６５２：４４５.４７７３、水深１５ｍのＲＧＢ数値として、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２２.１３５９：１０３.５１９６：２２２.７３８６などが記憶されている。

なお、データ格納部１６に記憶された色情報テーブルは、水中カメラ１０の本体電源のオンオフにかかわらず一定時間保持される。また、保持されている色情報テーブルをユーザからのリセット指示により消去することができる。

そして、ＣＰＵ１４は、データ格納部１６に記憶された色情報テーブルに基づいて任意の水深位置にて撮影する任意の被写体の色補正を行う。この色補正機能は、具体的には、色情報テーブルのＲＧＢ数値からホワイトバランスを適正化するためのホワイトバランス補正数値を求め、この補正数値を用いてホワイトバランスを適正化する演算を行う。

ここで、ホワイトバランスを適正化する演算とは、例えば強い青みがかった環境光を測定した場合で、このＲＧＢ数値がＲ：Ｇ：Ｂ＝１００：２００：１０００であったとするなら、これをＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１の比率となるよう数値の小さい値を補うかもしくは大きい値を減らす演算を行うことである。すなわち、ここではＲ成分数値を１０倍し、Ｇ成分数値を５倍することでＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１の比率にすることができる。この１０倍、５倍といった数値をホワイトバランス補正数値と呼ぶことにする。

上記の例におけるホワイトバランス補正数値は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１０：５：１である。これらの数値の求め方は、値の大きいものを小さいもので除算して何倍であるかを求めることで得られる。すなわち、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１００：２００：１０００の場合、Ｂ成分数値が最も大きいので、Ｂ成分数値の１０００をＲ成分とＧ成分の各数値で除算すると、
Ｒ成分・・・１０００／１００＝１０
Ｇ成分・・・１０００／２００＝５
となる。このようにして得られた数値を実際に撮影して得られる画像の各画素のＲＧＢ数値に乗算してやることでＢ成分が強く青みがかったイメージのＲ成分とＧ成分をそれぞれ１０倍、５倍に強くして補い、ホワイトバランスのとれたイメージを得ることができる。

このように制御すれば、異なる水深における環境光の色成分（カラーバランス）の差を得ることで、ユーザが水中撮影を行っている水域での所定の水の深さに対応する水の色減衰の度合い（青さ加減）を算出することができる。この結果を用いると、実際に環境光色の計測を行った水深とは異なる水深位置においてどの程度の色の減衰になるかを算出することができ、予測される光のカラーバランスを考慮した色補正を行うことができる。

図３は、本発明の実施例にかかる色補正機能を用いた撮影方法を説明するための図である。図３に示すように、水中カメラ１０によって水深１ｍで白板（白物物体）を撮影して環境光の色計測を行い（色計測１）、さらに水深１１ｍで白板（白物物体）を撮影して環境光の色計測を行う（色計測２）。これにより、水深変化１０ｍの水の青さの程度を得ることができ、その後、任意の深さで所望の被写体に対して撮影を行うときには、事前に白板（白色物体）を撮影して環境光の色計測を行わなくても、理論的な計算によって予測される光のカラーバランスを考慮した色補正を適用することができる。

すなわち、図２Ａに示すように、水深１ｍと１１ｍでの各成分数値に基づいて、水深変化１０ｍの水の青さの程度変化は、それぞれ
Ｒ成分・・・５５.６０２９／５５６.０２９８≒０.１
Ｇ成分・・・１６７.５６１４／５５８.５３７９≒０.３
Ｂ成分・・・２９３.９０５４／５８７.８１０８≒０.５
となる。そして、水深変化１ｍ当たりの変化数値を求めると、
Ｒ成分・・・０.１^0.1≒０.７９
Ｇ成分・・・０.３^0.1≒０.８９
Ｂ成分・・・０.５^0.1≒０.９３
となる。

したがって、例えば、水深２１ｍで所望の被写体を撮影する場合、水深２１ｍにおける各成分数値は、水深１ｍの各成分数値を基準にすると、深度差が２０ｍのため、
Ｒ成分・・・５５６.０２９８×０.７９²⁰＝５５６.０２９８×０.１²
Ｇ成分・・・５５８.５３７９×０.８９²⁰＝５５８.５３７９×０.３²
Ｂ成分・・・５８７.８１０８×０.９３²⁰＝５８７.８１０８×０.５²
となる。すなわち、水深２１ｍで所望の被写体を撮影する場合、一回目の色計測（色計測１）時の深度位置（水深１ｍ）を基準にすれば、二回目の色計測（色計測２）時の深度位置（水深１１ｍ）と比べて二倍の深さで撮影することになるので、上記の色計測１と色計測２において得られた「深度変化１０ｍの水の青さの程度」を２乗して適用すればよいことを示している。これらを演算すると、図２Ｂに示すように、
Ｒ：Ｇ：Ｂ＝５.５６０２：５０.２６８４：１４６.９５２７
を得ることができる。そして、この数値からホワイトバランスをとるためのホワイトバランス補正数値を求めることができ、適正な色補正を行うことができる。

すなわち、Ｂ成分数値の１４６.９５２７をＲ成分とＧ成分の各数値で除算すると、
Ｒ成分・・・１４６.９５２７／５.５６０２≒２６.４
Ｇ成分・・・１４６.９５２７／５０.２６８４≒２.９
となるので、ホワイトバランス補正数値は、
Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２６.４：２.９：１
となる。したがって、撮影された被写体イメージに対してＲ成分とＧ成分をそれぞれ２６.４倍、２.９倍に強くする色補正を行い、ホワイトバランスのとれたイメージを得ることができる。

このように、例えば、水面直下で１回目の計測、海中のある深さ（例えば１０ｍ程度）で２回目の計測の合計少なくとも２回の水中環境光の計測を行えば、その結果からその水域の光学的な水質（つまり水の青さ加減）を得られる。そして、それ以降はその値に基づいてより深く潜ればより補正を強くし、逆に浅く浮上すれば補正を弱くすることで概ね正確な自動調整が可能となる。

すなわち、水を色フィルタと同様のものと考えることができる。例えば、図３に示すように、１ｍと１１ｍの各深度で環境光の計測を行えば、その色の差から水深変化１０ｍ相当での青さの加減が分かる。すなわち、水深変化１０ｍ分の水がどの程度の分光透過特性をもつカラーフィルタ相当として機能しているかが分かる。ここで、分光透過特性はＲＧＢ成分に擬似的に簡略化するのが演算処理上実用的である。

その後、２１ｍまで潜れば色付き加減は１１ｍと１ｍの時の青味の差を２乗計算した強さに補正すればよい。これは上記カラーフィルタを２枚重ねで使用した状態に相当する。

なお、水中での計測を行う深さは上記と違う深さでも同様の計算は可能である。実用上は最初に行われる２回の計測がなるべく浅い深度で行われてすばやく自動色補正が機能し始めることが理想的である。例えば、水面直下と水深２ｍにおける計測を基に最初の比較演算を行って自動補正を機能させ始め、その後潜水を続ける中でより深い深度での計測も行い、合わせて得られる結果によって計算精度を高めるなどの工夫が行われたほうが好ましい。

次に、本発明の実施例にかかる色補正機能を用いた撮影時の水中カメラの動作について説明する。図４は、本実施例にかかる水中カメラの動作を示すフローチャートである。

なお、図４に示す動作はＣＰＵ１４に接続されたプログラム格納部１５に記憶されているシステムプログラムを実行することで実現される。

図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４００において、ＣＰＵ１４が光学部１１を制御することにより、環境光の色測定のために白色物体を撮影する。そして、ステップＳ４０１において、ＣＰＵ１４が水深計１８を制御することにより、ステップＳ４００にて光学部１１が白色物体を撮影した際に水深計１８が備える水圧センサによって検知された水圧に基づいて白色物体を撮影した場所の深度（ここでは水深１ｍ）を算出する。

なお、色測定演算に適した水深（例えば、１ｍと５ｍ、１０ｍなど）に達すると環境光測定を自動で行うように制御してもよいし、もしくはユーザに環境光測定を行うように案内を行うように制御してもよい。

そして、ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１４は、ステップＳ４００にて光学部１１が撮影した白色物体の画像データについて環境光の色測定を行い、測定結果の色情報（ＲＧＢ数値）を、ステップＳ４０１にて算出された白色物体を撮影した水深情報と対応付けてデータ格納部１６に記憶された色情報テーブルに登録する。

次に、ステップＳ４０３において、ＣＰＵ１４は、既に水深の異なる少なくとも２地点において白色物体が撮影されて色情報が色情報テーブルに登録済か否か判定し、登録が済んでいる場合にはその旨をユーザに案内し、ステップＳ４０４の処理に進み、一方、まだ登録が済んでいない場合にはその旨をユーザに案内してステップＳ４００の処理に戻る。
そして、ステップＳ４０４において、ＣＰＵ１４が光学部１１を制御することにより、ユーザが所望する被写体が撮影される。そして、ステップＳ４０５において、ＣＰＵ１４が水深計１８を制御することにより、ステップＳ４０４にて所望の被写体が撮影されている際に水深計１８が備える水圧センサによって検知された水圧に基づいて被写体を撮影している場所の深度を算出する。

次に、ステップＳ４０６において、ＣＰＵ１４は、ステップＳ４０５にて算出された所望の被写体を撮影している水深に対応する色情報（ＲＧＢ数値）がデータ格納部１６に記憶されている色情報テーブルに登録されているか否か判定し、登録されている場合にはステップＳ４０８の処理に進み、一方、登録されていない場合にはステップＳ４０７の処理に進む。

ステップＳ４０７では、ＣＰＵ１４は、環境光の色計測を行って色情報テーブルに登録されているＲＧＢ数値に基づいて、ステップＳ４０４において所望の被写体を撮影している水深におけるＲＧＢ数値を算出する。

そして、ステップＳ４０８において、ＣＰＵ１４は、予め色情報テーブルに登録されていた、あるいはステップＳ４０７において算出された所望の被写体を撮影している水深におけるＲＧＢ数値を用いてホワイトバランス補正数値を算出する。

ステップＳ４０９において、ＣＰＵ１４は、ステップＳ４０４において撮影されている所望の被写体の画像データに対して、ステップＳ４０８において算出したホワイトバランス補正数値に基づいて補正を行う。そして、この補正された被写体の画像は、液晶モニタなどで被写体撮影前に確認することができる。

以上説明したように本発明にかかる水中カメラによれば、深度に連動して自動的に色補正が行えるようになるので、ユーザの操作負担を減らすことができる。また、不十分な色補正により青すぎる写真になったり、誤った色補正により深い所で行った補正の状態のまま浅いところで撮影することでオレンジ色がかった写真になったりすることを防ぐことができるので写真の色に関する画質を向上させることができる。さらに、水中でのカメラの操作をより簡単にすることができるため、潜行中に難しいカメラ操作に気をとられて事故につながることもなくなるため安全性も向上する。

なお、上記実施例では、環境光色の取得を所定の被写体（白色物体）を撮影する白色取り込みによって行う方法について説明したが、この方法に限ることはなく、環境光色の計測を行うセンサを設けてもよい。

また、上記実施例では、ユーザ操作によって色補正機能を起動させる方法について説明したが、水深計１８が水圧を検知するとＣＰＵ１４は水中カメラ１０が水中にあると判別し、自動的にこの色補正機能を起動させるように制御してもよい。また、この色補正機能は、環境光にある一定以上の照度がない場合には無効化させてもよい。これは非常に暗い場合には肉眼でも色彩はあまり感じられず、色彩よりも明暗を重視した撮影のほうが実際の視覚の再現に近いためである。色補正機能を無効化するか否かの照度の閾値はユーザによって調整可能な構成にするのがよい。

また、環境光のＲＧＢカラーバランスが非常に偏っている場合には、補正処理によってノイズが出るなど画質が好ましくなくなることがあるため、環境光の色計測結果および予測結果が一定レベル以上の場合には、ユーザに警告を出したり、色補正機能を無効化させたりするのがよい。色補正機能を無効化するか否かのレベル閾値はユーザによって調整可能な構成にするのがよい。

さらに、ストロボを使用する設定にした場合には、この色補正機能を無効化させてもよく、水中カメラ１０に時計機能や使用場所設定機能を内蔵させて夜明けや日暮れ時刻を計測可能な場合には、時刻と連動させて夜間にはこの色補正機能を無効化させたり、光の変化の激しい夜明けや夕暮れ時には頻繁に環境光測定を自動で行うように制御したり、もしくはユーザに環境光測定を行うように案内を行うよう制御してもよい。

また、上記実施例では深度が異なる２地点において環境光を測定する方法について説明したが、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行ってもよい。この場合、測定数値の中に極端に他の測定数値と異なる結果がある場合には、自動的にその数値を計測エラーとして測定結果から除くように制御してもよい。計測エラーとするか否かの測定数値閾値は色情報テーブルにより規定する構成にするのがよく、またユーザによって調整可能な構成にするのがよい。

また、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行った場合には、深度差の大きい２地点において測定した環境光色のＲＧＢ数値を任意の深度における色情報を演算するために用いるように制御してもよい。例えば、１ｍと１０ｍと２０ｍにて環境光測定を行った場合には、１ｍと２０ｍにて測定したＲＧＢ数値を色情報演算に用いる。

さらに、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行った場合には、複数のホワイトバランス補正数値の平均値を任意の深度における色情報を演算するために用いるように制御してもよい。例えば、１ｍと１０ｍと３０ｍにて環境光測定を行った場合には、１ｍと１０ｍ、１０ｍと３０ｍの２つの深度差におけるホワイトバランス補正数値の平均値を色情報演算に用いる。このように制御すれば、雲の影響で太陽光が一時的に遮られるといった状況にも対処することができる。

また、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行った場合には、２つの深度差におけるホワイトバランス補正数値の加重平均値を任意の深度における色情報を演算するために用いるように制御してもよい。例えば、１ｍと１０ｍと３０ｍにて環境光測定を行った場合には、１ｍと１０ｍの深度差は９ｍであるのに対し、１０ｍと３０ｍの深度差は２０ｍであり、こちらの方が信頼性の高い数値と見なし、これらの深度差を加重値として２つの深度差におけるホワイトバランス補正数値の加重平均値を色情報演算に用いる。また、新しいデータの方が信頼性の高い数値と見なし、環境光測定を行った日時を加味した加重平均値を用いてもよい。このように制御すれば、ダイバーの水中での移動や海流の影響、時刻や天候の変化に伴う太陽光の変化に対処することができる。

さらに、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行った場合には、所望の被写体を撮影する深度に近い２地点において測定した環境光色のＲＧＢ数値を色情報演算に用いるように制御してもよい。例えば、１ｍと１０ｍと２０ｍにて環境光測定を行った場合には、撮影を行う深度が２５ｍでは１０ｍと２０ｍにて測定したＲＧＢ数値を色情報演算に用い、撮影を行う深度が５ｍでは１ｍと１０ｍにて測定したＲＧＢ数値を色情報演算に用いる。このように制御すれば、水中に溶け込んだ物質成分が深度によって異なるといった状況にも対処することができる。

さらに、深度が異なる３地点以上において環境光測定を行った場合には、所望の被写体を撮影する深度に応じたＲＧＢ数値の加重平均値を色情報演算に用いるように制御してもよい。例えば、１ｍと１０ｍと３０ｍにて環境光測定を行った場合には、撮影を行う深度が１５ｍでは１ｍと１０ｍにて測定したＲＧＢ数値を用いた演算結果と、１０ｍと３０ｍにて測定したＲＧＢ数値を用いた演算結果との加重平均値を用いる。この場合の加重値は
２つの平均と考えられる深度を基準に行う。具体的には、１ｍと１０ｍとの平均値は５.５ｍであり、１０ｍと３０ｍとの平均値は２０ｍあり、その差は１４.５ｍである。撮影を行う深度１５ｍは、平均値５.５ｍからは９.５ｍ、平均値２０ｍからは５ｍの差であるため、１ｍと１０ｍにて測定したＲＧＢ数値を用いた演算結果に９.５分の１４.５、１０ｍと３０ｍにて測定したＲＧＢ数値を用いた演算結果に５分の１４.５を加重値として適用する。

さらに、上記実施例では、水中カメラとして静止画を撮影できるスチルカメラについて説明したが、水中カメラはこれに限ることなく、動画を撮影できるビデオカメラに適用することも可能である。

本発明の実施例にかかる水中カメラの構成を示すブロック図である。本発明の実施例にかかる色情報テーブルの構成を説明するための図を示し、図２Ａは計測された色情報（ＲＧＢ数値）が水深情報と関連付けられてデータ化されている色情報テーブルの例であり、図２Ｂは図２Ａに示した環境光色の計測を行った結果のＲＧＢ数値により演算によって求められた他の水深での理論数値が水深情報と関連付けられてデータ化されている色情報テーブルの例である。本発明の実施例にかかる色補正機能を用いた撮影方法を説明するための図である。本発明の実施例にかかる水中カメラの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・・水中カメラ
１１・・・・光学部
１２・・・・撮影素子
１３・・・・Ａ／Ｄ変換部
１４・・・・ＣＰＵ
１５・・・・プログラム格納部
１６・・・・データ格納部
１７・・・・メモリ
１８・・・・水深計
１９・・・・操作部

Claims

被写体像を撮像して画像データを出力する撮影素子と、
前記被写体像を撮像した水深位置を検出する位置検出手段と、
少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
撮像された被写体像の画像データに対して色補正する色補正手段と、を備え、
前記色補正手段は、前記記憶手段に記憶されている少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、前記位置検出手段によって得られた前記被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置における環境光の色情報を演算し、演算された色情報に基づいて前記撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
前記画像データはカラー画像データであり、前記色補正手段は、前記カラー画像データの各色成分を前記環境光の色情報の各色成分に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
被写体像を撮像して画像データを出力する撮影素子と、
前記被写体像を撮像した水深位置を検出する位置検出手段と、
少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
撮像された被写体像の画像データに対して色補正する色補正手段と、を備えた画像処理装置における色補正撮影方法において、
少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報を、その取得位置情報と対応付けて記憶する第１のステップと、
任意の水深位置にて被写体像を撮像する第２のステップと、
前記第２のステップにより被写体像を撮像した際の水深位置を検出する第３のステップと、
前記第１のステップによって記憶された少なくとも異なる水深位置で取得された環境光の色情報と、前記第３のステップによって得られた前記被写体像を撮像した水深位置情報と、に基づいて前記被写体像を撮像した水深位置における環境光の色情報を演算する第４のステップと、
前記第４のステップにより演算された色情報に基づいて、前記第２のステップにより撮像された被写体像の画像データに対して色補正を行う第５のステップと、
を含むことを特徴とする色補正撮影方法。
前記第１のステップは、
任意の水深位置にて環境光特性評価用被写体像を撮像するステップと、
前記環境光特性評価用被写体像を撮像した際の水深位置を検出するステップと、
前記撮像された環境光特性評価用被写体像の画像データに基づき、当該環境光特性評価用被写体像を撮像したときの環境光の色情報を取得するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の色補正撮影方法。