JP2010098428A - 撮像装置、撮像方法、および、撮像プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影時のF値とライブビュー表示時のF値とが異なる場合に、スチル画像に付加されるシェーディングと特性の異なるシェーディングがライブビュー画像に付加される。
【解決手段】撮像装置は、撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得る撮像部102と、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを画像データに付加する第1のシェーディング付加部118と、画像データに基づいてライブビュー表示画像を生成する画像処理部107と、撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、シェーディング特性を決定するシェーディング特性決定部118と、決定されたシェーディング特性に応じたシェーディングをライブビュー表示画像に付加する第2のシェーディング付加部118と、シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示する表示部114とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】撮像装置は、撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得る撮像部102と、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを画像データに付加する第1のシェーディング付加部118と、画像データに基づいてライブビュー表示画像を生成する画像処理部107と、撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、シェーディング特性を決定するシェーディング特性決定部118と、決定されたシェーディング特性に応じたシェーディングをライブビュー表示画像に付加する第2のシェーディング付加部118と、シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示する表示部114とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像にシェーディングを付加する技術に関する。
デジタルカメラにおいて、撮影時に用いられるレンズなどの光学系の特性により、撮影された画像の周辺部が中心部に比べて暗くなるシェーディングが生じることがある。近年のデジタルカメラの中には、特許文献1のように、暗くなった部分を修正して、シェーディングを補正する機能や、光学系の改良により、シェーディングの発生が抑えられたレンズを搭載するものがある。そのようなデジタルカメラを用いると、見た目ではシェーディングが生じていることがわからないような画像を撮影することができる。
一方で、シェーディングには、画像に立体感を生じさせる効果や、主要被写体を強調するような効果も生じさせる。そのため、同様な被写体を撮影した場合であっても、シェーディングが生じた画像には、シェーディングが生じていない画像とは異なる印象を、見る人に対して与える場合がある。
特開2005−277618号公報
一般的にシェーディングは、レンズなどの光学系の特性により生じる。そのため、シェーディングがあまり生じない光学系を有するデジタルカメラにおいては、シェーディングがあまり生じていない画像を撮影することはできる。しかしながら、印象的な画像を撮影するためにシェーディングを生じさせるためには、撮影時にレンズの前面にフィルターを配置するなど、光学系の変更を行わなければならなかった。
また、ライブビュー機能を利用してスチル撮影する場合等においては、ライブビュー撮影時とスチル撮影時とでレンズの絞りが異なる場合がある。この場合、ライブビュー画像と、スチル画像とで同一のシェーディングが付加されると、シェーディング付加後の両画像において視覚上の効果が異なるという問題が生じる。
本発明は、光学系の変更を行うことなく、ライブビュー画像とスチル画像で同様な特性のシェーディングを付加する技術を提供することを目的とする。
本発明のある態様に係る撮像装置は、撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得る撮像部と、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加する第1のシェーディング付加部と、前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成する画像処理部と、前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するシェーディング特性決定部と、前記シェーディング特性決定部によって決定されたシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加する第2のシェーディング付加部と、前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
本発明の別の態様に係る撮像方法は、撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得るステップと、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加するステップと、前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成するステップと、前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するステップと、決定したシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加するステップと、前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明のさらに別の態様に係る撮像プログラムは、撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得るステップと、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加するステップと、前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成するステップと、前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するステップと、決定したシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加するステップと、前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、ライブビュー画像とスチル画像とで同様な特性のシェーディングを付加することができる。
図1は、一実施形態に係る撮像装置であるデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。図1に示すデジタルスチルカメラは、カメラ本体1と交換式レンズ2から構成される。
交換式レンズ2は、レンズ1010と、Flashメモリ1011と、マイクロコンピュータ1012と、ドライバ1013と、絞り1014と、を有している。交換式レンズ2は、I/F999を介して、カメラ本体1と通信可能に接続されている。
カメラ本体1は、メカシャッター101と、撮像素子102と、アナログ処理部103と、アナログ/デジタル変換部104(以下、A/D変換部104)と、バス105と、SDRAM106と、画像処理部107と、AE処理部108と、AF処理部109と、JPEG処理部110と、メモリインターフェース111(以下、メモリI/F111)と、記録媒体112と、LCDドライバ113と、LCD114と、マイクロコンピュータ115と、操作部116と、Flashメモリ117と、シェーディング処理部118と、MPEG処理部119とを有している。
レンズ1010は、被写体の光学像を撮像素子102に集光させる。レンズ1010は、焦点距離を変更可能なズームレンズである。Flashメモリ1011には、レンズ1010に関するシェーディング特性の情報が記憶されている。
マイクロコンピュータ1012は、I/F999、Flashメモリ1011、および、ドライバ1013と接続されていて、Flashメモリ1011に記憶されている情報の読み込み・書き込みを行うとともに、ドライバ1013を制御する。マイクロコンピュータ1012は、さらに、I/F999を介して、マイクロコンピュータ115と通信することができ、シェーディング特性などの情報をマイクロコンピュータ115へ送信し、また、マイクロコンピュータ115から絞り値等の情報を受信する。
ドライバ1013は、マイクロコンピュータ1012の指示を受けて、レンズ1010を駆動させて、焦点距離やフォーカス位置の変更を行うとともに、絞り1014を駆動する。絞り1014は、レンズ1010の近傍に設けられ、被写体の光量を調節する。
メカシャッター101は、マイクロコンピュータ115の指示を受けて駆動し、撮像素子102に被写体を露光する時間を制御する。
撮像素子102は、各画素を構成するフォトダイオードの前面に、ベイヤー配列のカラーフィルタが配置された撮像素子である。ベイヤー配列は、水平方向にR画素とG(Gr)画素が交互に配置されたラインと、G(Gb)画素とB画素が交互に配置されたラインとを有し、さらにその2つのラインを垂直方向にも交互に配置することで構成されている。この撮像素子102は、レンズ1010により集光された光を、画素を構成するフォトダイオードで受光して光電変換することで、光の量を電荷量としてアナログ処理部103へ出力する。なお、撮像素子102は、CMOS方式のものでもCCD方式のものでも良い。
アナログ処理部103は、撮像素子102から読み出された電気信号(アナログ画像信号)に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、さらに目的の明るさとなるように、ゲインアップを行う。A/D変換部104は、アナログ処理部103から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号(以後、画像データという)に変換する。
バス105は、デジタルカメラ内部で発生した各種データをデジタルカメラ内の各部に転送するための転送路である。バス105は、A/D変換部104と、SDRAM106と、画像処理部107と、AE処理部108と、AF処理部109と、JPEG処理部110と、メモリI/F111と、LCDドライバ113と、マイクロコンピュータ115と、シェーディング処理部118と、MPEG処理部119に接続されている。
A/D変換部104から出力される画像データは、バス105を介して一旦SDRAM106に記憶される。SDRAM106は、A/D変換部104において得られた画像データや、画像処理部107、JPEG処理部110、MPEG処理部119において処理された画像データ等の各種データが一時的に記憶される記憶部である。
画像処理部107は、ホワイトバランス補正部1071(以下、WB補正部1071)、同時化処理部1072、色再現処理部1073、および、ノイズ低減処理部1074(以下、NR処理部1074)を含み、SDRAM106から読み出した画像データに対して様々な画像処理を施す。WB補正部1071は、画像データのホワイトバランスを補正する処理を行う。同時化処理部1072は、ベイヤー配列による画像データから、1画素あたりR、G、Bの情報からなる画像データへ同時化する処理を行う。色再現処理部1073は、画像の色味を変化させる色再現処理を行い、NR処理部1074は、ノイズを低減する処理を行う。ノイズ低減処理後の画像データは、SDRAM106に記憶される。
デジタルスチルカメラによる撮影時には、メカシャッター101を開放した状態で繰り返し撮像を行い、撮像結果を動画像として逐次LCD114に表示して、LCD上で構図等の確認を可能とした、いわゆるライブビュー表示(スルー画表示とも呼ばれる)が可能である。このライブビュー表示時には、画像処理部107は、画像データに基づいて、ライブビュー表示を行うためのライブビュー表示画像を生成する処理を行っていると言える。
シェーディング処理部118は、画像処理部107によって様々な画像処理が行われて、SDRAM106に一旦記憶された画像データを読み出して、画像の中心部に対して周辺部が暗くなるようにシェーディングを付加する処理を行う。
AE処理部108は、画像データから被写体輝度を算出する。被写体輝度を算出するためのデータは、専用の測光センサの出力であってもよい。AF処理部109は、画像データから高周波成分の信号を取り出し、AF(Auto Focus)積算処理により、合焦評価値を取得する。
JPEG処理部110は、画像データの記録時には、SDRAM106から画像データを読み出し、読み出した画像データをJPEG圧縮方式に従って圧縮して、圧縮したJPEG画像データを、SDRAM106に一旦記憶する。マイクロコンピュータ115は、SDRAM106に記憶されたJPEG画像データに対して、JPEGファイルを構成するために必要なJPEGヘッダを付加してJPEGファイルを作成し、作成したJPEGファイルを、メモリI/F111を介して記録媒体112に記録する。記録媒体112は、例えばカメラ本体1に着脱可能なメモリカードからなる記録媒体であるが、これに限定されるものではない。
MPEG処理部119は、SDRAM106から画像データを読み出し、読み出した画像データをMPEG圧縮方式に従って時系列的に多重化して、圧縮動画データを生成する。生成された圧縮動画ファイルは、メモリI/F111を介して記録媒体112に記録される。
LCDドライバ113は、LCD114に画像を表示させる。記録媒体112に記録されたJPEGファイルを再生する場合、JPEG処理部110は、記録媒体112に記録されているJPEGファイルを読み出して伸張処理を施した上で、伸張した画像データを一旦SDRAM106に記憶させる。LCDドライバ113は、伸張された画像データをSDRAM106から読み出し、読み出した画像データを映像信号へ変換した後でLCD114へ出力して、画像の表示を行う。画像の表示には、静止画の表示だけでなく、ライブビュー表示画等の動画の表示も含まれる。
制御部としての機能を有するマイクロコンピュータ115は、デジタルカメラ本体1の各種シーケンスを統括的に制御する。マイクロコンピュータ115には、操作部116およびFlashメモリ117が接続されている。
操作部116は、電源ボタン、レリーズボタン、各種入力キー等の操作部材である。ユーザによって、操作部116の何れかの操作部材が操作されることにより、マイクロコンピュータ115は、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。電源ボタンは、当該デジタルカメラの電源のオン/オフ指示を行うための操作部材である。電源ボタンが押されたときに、マイクロコンピュータ115は、当該デジタルカメラの電源をオン又はオフする。レリーズボタンは、ファーストレリーズスイッチとセカンドレリーズスイッチの2段スイッチを有して構成されている。レリーズボタンが半押しされて、ファーストレリーズスイッチがオンされた場合に、マイクロコンピュータ115は、AE処理やAF処理等の撮影準備シーケンスを行う。また、レリーズボタンが全押しされて、セカンドレリーズスイッチがオンされた場合に、マイクロコンピュータ115は、撮影シーケンスを実行して撮影を行う。
一実施形態に係る撮像装置では、少なくともデジタルスチルカメラのF値(絞り値)に応じて、画像に付加するシェーディングの特性を変更する。このデジタルスチルカメラは、レンズ1010で設定可能なF値よりも小さい、または、大きいF値を設定することができるF値拡張設定機能を有している。操作部116には、F値拡張設定機能をON/OFFするためのF値拡張設定ボタンが含まれている。F値拡張設定機能がONの状態で、レンズ1010で設定可能なF値を超えた拡張F値が設定された場合、設定された拡張F値に応じた特性のシェーディングが画像に付加される。
Flashメモリ117は、ホワイトバランス補正値やローパスフィルタ係数、シェーディングの特性を決めるシェーディングテーブル等のデジタルカメラの動作に必要な各種パラメータや、デジタルスチルカメラを特定するための製造番号などを記憶している。また、Flashメモリ117は、マイクロコンピュータ115にて実行する各種プログラムも記憶している。マイクロコンピュータ115は、Flashメモリ117に記憶されているプログラムに従い、またFlashメモリ117から各種シーケンスに必要なパラメータを読み込み、各処理を実行する。
図2は、一実施形態に係る撮像装置であるデジタルスチルカメラで行われるメインの処理フローを示すフローチャートである。
ステップS201では、撮影を行うか否か、すなわち、レリーズボタンが押されたか否かを判定する。レリーズボタンが押されたと判定すると、ステップS202に進み、撮影動作を行う。撮影動作については、図3に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS201でレリーズボタンが押されていないと判定すると、ステップS203に進む。ステップS203では、F値の拡張設定が変更されたか否か、すなわち、操作部116に含まれるF値拡張設定ボタンが押されたか否かを判定する。F値拡張設定ボタンが押されたと判定すると、ステップS204に進み、F値拡張設定ボタンの操作に応じて、F値拡張設定機能をONまたはOFFする。
一方、F値拡張設定ボタンが押されていないと判定すると、ステップS205に進む。ステップS205では、ユーザによる操作部116の操作によって、F値が変更されたか否かを判定する。F値が変更されたと判定すると、ステップS206に進む。
ステップS206では、F値拡張設定機能がONであるか否かを判定する。F値拡張設定機能がONであると判定するとステップS207に進み、それ以外の場合には、ステップS208に進む。ステップS207では、設定されたF値をFlashメモリ117に記憶させて、ステップS208に進む。これにより、F値拡張設定機能がONの状態で変更されたF値がFlashメモリ117に記憶される。
ステップS208では、レンズ1010で設定可能なF値の範囲内でF値を設定する。すなわち、ユーザにより変更されたF値がF値の下限値を超えた値である場合には、F値の下限値に設定し、F値の上限値を超えた値である場合には、F値の上限値に設定する。F値拡張設定機能がOFFの場合には、レンズ1010で設定可能なF値の範囲を超えてF値を変更することはできないので、ユーザにより設定されたF値を設定する。
ステップS209では、レンズ1010のF値がステップS208で設定したF値となるように、絞り等を調整する。
一方、ステップS205において、F値が変更されていないと判定すると、ステップS210に進む。ステップS210では、シェーディングを付加する必要があるか否かの判定を行う。この判定は、ユーザによる操作部116の操作結果に基づいて行う。すなわち、ユーザは、操作部116の操作によって、画像にシェーディングを付加するか否かを予め設定することができる。シェーディングを付加する必要があると判定するとステップS211に進み、シェーディングを付加する必要がないと判定するとステップS212に進む。
ステップS211では、シェーディングフラグを1に設定する。設定したシェーディングフラグは、Flashメモリ117に記録される。一方、ステップS212では、シェーディングフラグを0に設定する。設定したシェーディングフラグは、Flashメモリ117に記録される。なお、電源オン時には、シェーディングフラグは0に設定されている。
ステップS213では、ライブビュー表示を行う。ライブビュー表示の処理については、図4に示すフローチャートを用いて後述する。
ステップS214では、全ての動作を終了するか否か、すなわち、電源ボタンの操作によって、電源がオフされたか否かを判定する。電源がオフされていないと判定するとステップS201に戻り、電源がオフされたと判定すると、全ての動作を終了する。
図3は、図2に示すフローチャートのステップS202で行う撮影動作についての詳しい処理内容を示すフローチャートである。
ステップS301では、撮影を行う。撮影に関しては、従来から用いられている手法と同様である。レリーズボタンが半押しされて、ファーストレリーズスイッチがオンされた場合に、被写体の像が最も鮮明になるように、図示していないレンズ駆動機構を駆動させるAF処理、および、被写体輝度に基づいて、Flashメモリ117に記憶された絞り値およびシャッター速決定テーブルを参照することにより、絞りとシャッター速を算出するAE処理を行う。ただし、ユーザによりF値が設定されている場合には、シャッター速のみを算出する。そして、レリーズボタンが全押しされて、セカンドレリーズスイッチがオンされた場合に、I/F999を介して、設定された絞り値をマイクロコンピュータ1012に送信する。ドライバ1013は、マイクロコンピュータ1012の指示に基づいて、設定された絞り値になるように絞り1014を駆動させる。そして、算出したシャッター速に基づいて、メカシャッター101を制御して撮影を行い、画像データを得る。
ステップS302では、ステップS301で得られた画像データに対して、画像処理部107にて、ホワイトバランス補正処理、色変換処理および色再現処理や、ノイズ低減処理等の画像処理などを行い、同時化された画像データを得る。
ステップS303では、シェーディングを付加する必要があるか否かの判定を行う。この判定は、Flashメモリ117に記録されているシェーディングフラグに基づいて行う。シェーディングフラグが1であるため、シェーディングを付加する必要があると判定するとステップS304に進み、シェーディングフラグが0であり、シェーディングを付加する必要がないと判定すると、ステップS305に進む。
ステップS304において、シェーディング処理部118は、ステップS302において同時化された画像データに対して、画像の中心部に対して周辺部が暗くなるようにシェーディングを付加する処理を行い、シェーディングが付加された画像データを作成する。シェーディング付加処理の詳細な内容については、後述する。
ステップS305では、LCDドライバ113を制御して、画像データをLCD114に表示させる。この処理は、記録媒体112に記録される画像データを一時的にユーザに見せるための処理である。
ステップS306では、画像データをJPEG処理部110でJPEG圧縮して、JPEG画像データを得るとともに、JPEGヘッダを作成して、SDRAM106に記憶する。ステップS307では、JPEG画像データとJPEGヘッダを1つのファイルとして構成し、記録媒体112に記録する。
図4は、図2に示すフローチャートのステップS213で行うライブビュー表示動作についての詳しい処理内容を示すフローチャートである。
ステップS401では、撮影を行う。この撮影は、ライブビュー表示を行うための撮影のため、いわゆる電子シャッターによる撮影を行う。ライブビュー表示を行うための撮影については、従来から用いられている手法と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
ステップS402では、ステップS401で得られた画像データに対して、画像処理部107にて、ホワイトバランス補正処理、色変換処理および色再現処理や、ノイズ低減処理等の画像処理などを行い、同時化された画像データを得る。
ステップS403では、シェーディングを付加する必要があるか否かの判定を行う。この判定は、図3に示すフローチャートのステップS303の判定と同じである。シェーディングを付加する必要があると判定するとステップS404に進み、付加しないと判定すると、ステップS405に進む。
ステップS404において、シェーディング処理部118は、ステップS402において同時化された画像データに対して、画像の中心部に対して周辺部が暗くなるようにシェーディング付加の処理を行い、シェーディングが付加された画像データを作成する。シェーディング付加の処理に関する詳細については、後述する。
ステップS405では、LCDドライバ113を制御して、画像データをLCD114に表示させる。この処理は、ライブビュー表示画像をユーザに見せるための処理である。ステップS404でシェーディングを付加する処理が行われた場合には、シェーディングが付加された状態の動画像がLCD114に表示される。以後、ライブビュー表示が終了するまで、ステップS401からステップS405の処理が繰り返し行われる。
図5は、撮影時に行われるシェーディング付加の処理フロー、すなわち、図3に示すフローチャートのステップS304における処理の内容を示すフローチャートである。
ステップS501では、後述する補正係数をシェーディング処理部118が算出して、保持しているか否かを判定する。後述するように、シェーディング処理部118は、Flashメモリ117からシェーディングの特性を決めるシェーディングテーブルを読み込んで(ステップS503)、補正係数を算出して(ステップS511)、シェーディングを付加する処理(ステップS512)を繰り返し行う。ステップS501では、後述するステップS511の補正係数算出処理を一度行ったか否かを判定する。補正係数の算出処理を行っておらず、補正係数を保持していないと判定すると、ステップS502に進む。
ステップS502では、撮影時のレンズの焦点距離およびF値が変更されたか否かを判定する。マイクロコンピュータ115は、操作部116から入力される信号に基づいて、F値が変更されたか否かを判断する。焦点距離が変更されたか否かの情報は、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、マイクロコンピュータ1012から取得する。撮影時のレンズの焦点距離およびF値が変更されていないと判定するとステップS512に進み、焦点距離またはF値が変更されたと判定すると、ステップS503に進む。
ステップS503では、予めFlashメモリ117に記憶されている、シェーディングの特性を決めるシェーディングテーブルを読み込む。
シェーディングテーブルは、例えば、図6に示すように、基準点からの距離に応じて、補正係数が1から徐々に減少するような特性の連続データを、一定間隔でサンプリングしたものである。基準点は、例えば、画像データにおける光軸中心に対応する位置とし、ここでは、画像の中心位置とする。なお、図6では、画像の中心位置から最も遠い位置における距離が1となるように正規化している。
上述したように、シェーディング処理部118によるシェーディングの付加は、WB補正部1071によるホワイトバランス補正処理が行われた後に行われる。一般的に、撮影された画像データは、適切な明るさであることが多いので、画像の基準となる中心は、適切な明るさとしたまま、周辺部を徐々に暗くするのが好ましい。よって、補正係数を1以下としている。補正係数は、撮影レンズ1010の光学特性よりも強調したシェーディングが付加されるような値とする。
なお、シェーディングテーブルにおいて、サンプリング間隔を大きくすると、データ量は小さくなるが、図6に示すような特性の再現性が悪くなる。逆に、サンプリング間隔を小さくすると、図6に示すような特性の再現性は良くなるが、データ量は大きくなる。
ステップS504では、F値拡張設定機能がONであり、かつ、設定F値がレンズ1010で設定可能なF値を超えた拡張F値であるか否かを判定する。F値拡張設定機能がONであり、かつ、設定F値がレンズ1010で設定可能なF値を超えた拡張F値であると判定するとステップS505に進み、それ以外の場合は、ステップS511に進む。
ステップS505では、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、撮影時のレンズの焦点距離をマイクロコンピュータ1012から取得する。続くステップS506では、撮影時のF値を取得する。
ステップS507では、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、予めFlashメモリ1011に記憶されている焦点距離とF値に対するシェーディング特性の中から、ステップS505で取得した焦点距離に最も近い焦点距離で、かつ、ステップS506で取得したF値に最も近いF値に対するシェーディング特性のデータを取得する。なお、Flashメモリ1011には、異なる焦点距離ごとに、様々なF値に応じたシェーディング特性データが格納されている。焦点距離に応じたシェーディング特性、および、F値に応じたシェーディング特性について、以下で詳しく説明する。
図7は、基準F値において、レンズ1010の異なる焦点距離に応じたシェーディング特性の一例を示す図である。横軸は、基準点(画像の中心位置)からの距離であり、縦軸は、基準点の光量を1とした場合の光量比である。ここでも、図6と同様に、画像の中心位置から最も遠い位置における距離が1となるように正規化している。
一般的に、焦点距離が短いほど、シェーディングの影響は大きくなる。すなわち、図7に示すように、基準点である画像の中心位置からの距離が同じであれば、焦点距離が短いほど、光量比が小さくなり、焦点距離が長いほど、光量比が大きくなる。
図8は、基準焦点距離において、レンズ1010のF値に応じたシェーディング特性の一例を示す図である。図7と同様に、横軸は、基準点(画像の中心位置)からの距離であり、縦軸は、基準点の光量を1とした場合の光量比である。ここでも、図7と同様に、画像の中心位置から最も遠い位置における距離が1となるように正規化している。
一般的に、F値が小さくなるほど、シェーディングの影響は大きくなる。すなわち、図8に示すように、基準点である画像の中心位置からの距離が同じであれば、F値が小さいほど、光量比が小さくなり、F値が大きいほど、光量比が大きくなる。
Flashメモリ1011には、図7および図8で示したような特性に基づいて設定された、異なる焦点距離ごとに、様々なF値に応じたシェーディング特性データが格納されている。なお、ステップS505で取得した焦点距離と一致する焦点距離で、かつ、ステップS506で取得したF値と一致するF値に対応するシェーディング特性データがFlashメモリ1011に記憶されていなかった場合には、線形補間などの補間手法を使用して、撮影時の焦点距離やF値に応じたシェーディング特性データを算出するようにしてもよい。
ステップS508では、各画素位置ごとに(基準点からの距離ごとに)、ステップS503で読み込んだシェーディングテーブルの値を、ステップS507で取得したシェーディング特性の値で除算する。例えば、基準点からの距離がL1の位置における画素について、対応するシェーディングテーブルの値がK1、撮影時の焦点距離とF値に応じたシェーディング特性の値がK2であれば、K1をK2で除算する。
ステップS509では、ユーザにより設定された拡張F値と撮影時の焦点距離に応じたシェーディング特性のデータを取得する。ここでも、ステップS507と同様に、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、予めFlashメモリ1011に記憶されている焦点距離とF値に対するシェーディング特性の中から、ステップS505で取得した焦点距離に最も近い焦点距離で、かつ、ユーザにより設定された拡張F値に応じたシェーディング特性のデータを取得する。
ここで、拡張F値に応じたシェーディング特性のデータは、予め求めてFlashメモリ1011に記憶させておいたものを読み出すようにしてもよいし、図8に示すようなF値に応じたシェーディング特性のデータから、拡張F値に応じたシェーディング特性のデータを算出(推定)するようにしてもよい。上述したように、F値が小さいほど、光量比は小さくなるため、例えば、拡張F値がレンズ1010で設定可能なF値の下限値より小さい値である場合、光量比は、F値の下限値に対応する光量比よりもさらに小さい値となる。同様に、拡張F値がレンズ1010で設定可能なF値の上限値より大きい値である場合、光量比は、F値の上限値に対応する光量比よりもさらに大きい値となる。
ステップS510では、各画素位置ごとに(基準点からの距離ごとに)、ステップS508で求められた値に対して、ステップS509で取得したシェーディング特性のデータを乗算する。例えば、基準点からの距離がL1の位置における画素について、ステップS509で取得したシェーディング特性の値がK3の場合には、(K1/K2)に対して、K3を乗算する。これにより、実際のF値に応じたシェーディング特性と、拡張F値に応じたシェーディング特性との差に基づいて、画像に付加するシェーディングの特性を決定することができる。
ステップS511では、画像にシェーディングを付加するための補正係数を算出する。ステップS510の処理を行ってからステップS511に進んだ場合には、ステップS510で画素位置ごとに得られた値が補正係数となる。一方、ステップS504の判定を否定してステップS511に進んだ場合には、ステップS503で読み込んだシェーディングテーブルに基づいて、各画素位置ごとに、基準点(画像の中心位置)からの距離に応じた補正係数を求める。
ステップS512では、画像を構成する各画素の値に、各画素位置に対応する補正係数を乗じることによって、シェーディングを付加する処理を行う。補正係数は、ステップS511の処理を行った後にステップS512に進んだ場合には、ステップS511で算出した補正係数を用い、ステップS502の判定を否定してステップS512に進んだ場合には、既に算出済みの補正係数を用いる。既に算出済みの補正係数を用いてシェーディングを付加する処理を行うことにより、シェーディングテーブルを読み込んで補正係数を算出する処理を省略し、演算負荷を低減することができる。
シェーディングの付加処理では、例えば、画像データがRGB形式のデータである場合には、R、G、B全てに同じ補正係数を乗算することで、画像の中心位置に対して画像周辺が暗くなるように、輝度を変更することができる。
ここで、JPEG圧縮等のために、RGB形式の画像データを輝度成分(例えば、Y)と色差成分(例えば、CbとCr)に分離した画像データに変換することがある。この場合、輝度成分のデータのみに補正係数を乗算することで、輝度を変更することができる。例えば、画像処理部107において、RGB形式の画像データを輝度成分および色差成分のデータに変換し、変換後のデータを一旦SDRAM106に記憶させる。シェーディング処理部118は、SDRAM106に記憶されている輝度成分および色差成分のデータを読み出して、輝度成分のデータのみに対して、補正係数を乗算することにより、シェーディングを付加する処理を行う。この方法によれば、R、G、Bのそれぞれに補正係数を乗算する場合に比べて、乗算量が3分の1になるため、演算処理を高速化することができる。
図9は、ライブビュー表示時に行われるシェーディング付加の処理フロー、すなわち、図4に示すフローチャートのステップS404における処理の内容を示すフローチャートである。
ステップS901では、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、撮影時のレンズの焦点距離をマイクロコンピュータ1012から取得する。ステップS902では、撮影時のF値を取得する。
ステップS903ではライブビュー表示時のF値を取得する。一実施形態に係る撮像装置であるデジタルスチルカメラでは、ライブビュー表示時のF値は開放側の所定値に設定される。すなわち、撮影時のF値とライブビュー表示時のF値とは異なる場合があり、ここでは、ライブビュー表示時のF値を取得する。
ステップS904では、補正係数をシェーディング処理部118が算出して、保持しているか否かを判定する。この判定は、図5に示すフローチャートのステップS501の判定と同じである。補正係数を保持していないと判定するとステップS906に進み、保持していると判定すると、ステップS905に進む。
ステップS905では、撮影時のレンズの焦点距離およびF値が変更されたか否かを判定する。この判定は、図5に示すフローチャートのステップS502の判定と同じである。撮影時のレンズの焦点距離およびF値が変更されていないと判定するとステップS915に進み、それ以外の場合には、ステップS906に進む。
ステップS906では、予めFlashメモリ117に記憶されている、シェーディングの特性を決めるシェーディングテーブルを読み込む。このシェーディングテーブルは、図5に示すフローチャートのステップS503で読み込んだシェーディングテーブルと同じである。
ステップS907では、I/F999およびマイクロコンピュータ115を介して、予めFlashメモリ1011に記憶されている焦点距離に対するシェーディング特性の中から、ステップS901で取得した焦点距離に最も近い焦点距離に対するシェーディング特性のデータを取得するとともに、予めFlashメモリ1011に記憶されているF値に対するシェーディング特性の中から、ステップS903で取得したF値に最も近いF値に対するシェーディング特性のデータを取得する。この処理は、図5に示すフローチャートのステップS507の処理と同様の処理である。
ステップS908では、各画素位置ごとに(基準点からの距離ごとに)、ステップS906で読み込んだシェーディングテーブルの値を、ステップS907で取得したシェーディング特性の値で除算する。この処理は、図5に示すフローチャートのステップS508の処理と同様の処理である。
ステップS909では、F値拡張設定機能がONであり、かつ、設定F値がレンズ1010で設定可能なF値を超えた拡張F値であるか否かを判定する。この判定は、図5に示すフローチャートのステップS504の判定と同じである。F値拡張設定機能がONであり、かつ、設定F値がレンズ1010で設定可能なF値を超えた拡張F値であると判定するとステップS912に進み、それ以外の場合は、ステップS910に進む。
ステップS910では、予めFlashメモリ1011に記憶されている焦点距離に対するシェーディング特性の中から、ステップS901で取得した焦点距離に最も近い焦点距離に対するシェーディング特性のデータを取得するとともに、予めFlashメモリ1011に記憶されているF値に対するシェーディング特性の中から、ステップS902で取得したスチル撮影時のF値に最も近いF値に対するシェーディング特性のデータを取得する。
ステップS911では、各画素位置ごとに(基準点からの距離ごとに)、ステップS908で求められた値に対して、ステップS910で取得したシェーディング特性のデータを乗算する。この処理は、図5に示すフローチャートのステップS510の処理と同様の処理である。これにより、ライブビュー表示時のF値に応じたシェーディング特性と、スチル撮影時のF値に応じたシェーディング特性との差に基づいて、ライブビュー画像に付加するシェーディングの特性を決定することができる。
一方、ステップS912では、ユーザにより設定された拡張F値と撮影時の焦点距離に応じたシェーディング特性のデータを取得する。この処理は、図5に示すフローチャートのステップS509の処理と同じ処理である。
ステップS913では、各画素位置ごとに(基準点からの距離ごとに)、ステップS908で求められた値に対して、ステップS912で取得したシェーディング特性のデータを乗算する。この処理は、ステップS911の処理と同様の処理である。これにより、ライブビュー表示時のF値と、拡張F値に応じたシェーディング特性との差に基づいて、ライブビュー画像に付加するシェーディングの特性を決定することができる。
ステップS914では、画像にシェーディングを付加するための補正係数を算出する。ステップS911の処理を行ってからステップS914に進んだ場合には、ステップS911で画素位置ごとに得られた値が補正係数となる。一方、ステップS913の処理を行ってからステップS914に進んだ場合には、ステップS913で画素位置ごとに得られた値が補正係数となる。
ステップS915では、画像を構成する各画素の値に、各画素位置に対応する補正係数を乗じることによって、シェーディングを付加する処理を行う。この処理は、図5に示すフローチャートのステップS512の処理と同様の処理である。
図10(a)は、撮影時のF値を考慮せずにシェーディングが付加されたライブビュー画像の一例を示す図、図10(b)は、一実施形態における撮像装置により、撮影時のF値を考慮してシェーディングが付加されたライブビュー画像の一例を示す図である。なお、図10(a)、(b)において、符号100で示されている被写体は、模式的に表された人物の上半身である。
上述したように、ライブビュー表示時のF値は開放側の所定値に設定される。従って、ライブビュー表示時のF値が撮影時のF値に比べて小さい場合、撮影時のF値を考慮せずにシェーディングが付加されると、ライブビュー画像に付加されるシェーディング(図10(a))は、撮影時のF値に応じて付加されるシェーディング(図10(b))に比べて強くなる。これに対して、一実施形態における撮像装置によれば、撮影時のF値を考慮して画像にシェーディングを付加するので、撮影時のF値に応じたシェーディングを画像に付加することができる(図10(b)参照)。すなわち、シェーディング付加後のライブビュー画像とスチル画像とで、視覚上のシェーディング効果が異なることはない。
以上、一実施形態における撮像装置によれば、少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを画像データに付加するとともに、撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定し、決定したシェーディングの特性に応じたシェーディングをライブビュー表示画像に付加する。これにより、ライブビュー画像とスチル画像とで同様な特性のシェーディングを付加することができる。
特に、撮影時の絞り値に応じたシェーディング特性とライブビュー表示時の絞り値に応じたシェーディング特性との差に基づいて、ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するので、より正確に、スチル画像と同様な特性のシェーディングをライブビュー表示画像に付加することができる。
また、撮影レンズで設定可能な絞り値の範囲を超えた拡張絞り値が設定された場合には、設定された拡張絞り値およびライブビュー表示画像に応じて、ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定する。これにより、撮影レンズで設定可能な絞り値の範囲を超えた拡張絞り値に応じたシェーディングを付加することができる。
また、一実施形態における撮像装置によれば、撮影レンズの光学特性よりも強調した第1のシェーディング特性と、撮影時の絞り値に応じた第2のシェーディング特性とを記憶しておき、少なくともホワイトバランス補正処理が行われた画像データに対して、第1のシェーディング特性および第2のシェーディング特性に応じたシェーディングを付加し、シェーディングを付加した画像データを表示または記録のために出力する。これにより、ライブビュー画像とスチル画像とで同様な特性のシェーディングを付加することができる。 本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態では、ライブビュー表示画像に付加されるシェーディングの特性を、スチル画像に付加されるシェーディングの特性に合わせるようにしたが、スチル画像に付加されるシェーディングの特性を、ライブビュー表示画像に付加されるシェーディング特性に合わせるようにしてもよい。
撮影時の各種情報やデータ記録時の情報等を表示するためのオンスクリーンディスプレイ(OSD)データを生成し、生成したOSDデータを画像データと合成してLCD114に表示させる構成のデジタルスチルカメラにおいて、OSDデータを生成する処理部において、シェーディング付きのOSDデータを生成してライブビュー表示画像データと合成し、LCD114に表示させるようにすることもできる。この場合も、OSDデータとして生成するシェーディングの特性を、上述した方法により求めればよい。
上述した一実施形態では、画像データにおける光軸中心に対応する位置、すなわち、画像の中心位置を基準としてシェーディングを付加する処理を行ったが、シェーディング付加処理を行う際の基準位置は、画像上の任意の位置とすることができる。
なお、上述した一実施形態の説明では、デジタルスチルカメラを例に挙げて説明したが、上述した処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶させておいて利用することもできる。プログラムを読み出して実行する装置としては、撮像装置であってもよいし、撮像機能を備えたコンピュータであってもよい。例えば、CPU、RAM等の主記憶装置、各実施形態で説明した処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を備えたコンピュータにおいて、CPUが上記記憶媒体に記憶されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述の撮像装置と同様の処理を実現させることができる。
ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、上述したプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがプログラムを実行するようにしても良い。
1…カメラ本体、2…交換式レンズ、101…メカシャッター、102…撮像素子、103…アナログ処理部、104…アナログ/デジタル変換部、105…バス、106…SDRAM、107…画像処理部、108…AE処理部、109…AF処理部、110…JPEG処理部、111…メモリインターフェース、112…記録媒体、113…LCDドライバ、114…LCD、115…マイクロコンピュータ、116…操作部、117…Flashメモリ、118…シェーディング処理部、119…MPEG処理部、999…I/F、1010…レンズ、1011…Flashメモリ、1012…マイクロコンピュータ、1013…ドライバ、1014…絞り、1071…ホワイトバランス補正部、1072…同時化処理部、1073…色再現処理部、1074…ノイズ低減処理部
Claims (8)
- 撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得る撮像部と、
少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加する第1のシェーディング付加部と、
前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成する画像処理部と、
前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するシェーディング特性決定部と、
前記シェーディング特性決定部によって決定されたシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加する第2のシェーディング付加部と、
前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記シェーディング特性決定部は、前記撮影時の絞り値に応じたシェーディング特性と前記ライブビュー表示時の絞り値に応じたシェーディング特性との差に基づいて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 通信により前記撮影時の絞り値を取得する絞り値取得部をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
- 前記撮影レンズで設定可能な絞り値の範囲を超えた拡張絞り値を設定する拡張絞り値設定部をさらに備え、
前記シェーディング特性決定部は、前記拡張絞り値設定部によって前記拡張絞り値が設定された場合、設定された拡張絞り値および前記ライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定し、
前記第2のシェーディング付加部は、シェーディング特性決定部によって決定されたシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング特性決定部は、前記ライブビュー表示画像の各画素の位置に応じて、前記シェーディングを付加する処理で用いる補正係数を1以下の値として算出する補正係数算出部を備え、
前記第2のシェーディング付加部は、前記ライブビュー表示画像の各画素の位置ごとに、その画素位置の画素値に前記1以下の補正係数を乗ずることにより、シェーディングを付加したライブビュー表示画像を得ることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得る撮像部と、
前記画像データに基づいて、少なくともホワイトバランス補正処理を行う画像処理部と、
前記撮影レンズの光学特性よりも強調した第1のシェーディング特性を記憶する第1のシェーディング特性記憶部と、
撮影時の絞り値に応じた第2のシェーディング特性を記憶する第2のシェーディング特性記憶部と、
前記第1のシェーディング特性および前記第2のシェーディング特性に応じたシェーディングを、前記画像処理部で処理された画像データに付加するシェーディング付加部と、
前記シェーディングが付加された画像データを表示または記録のために出力する出力部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得るステップと、
少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加するステップと、
前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成するステップと、
前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するステップと、
決定したシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加するステップと、
前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示するステップと、
を備えることを特徴とする撮像方法。 - 撮影レンズを通して受光した被写体光を光電変換することにより画像データを得るステップと、
少なくとも撮影時の絞り値に応じて、撮影レンズの光学特性よりも強調したシェーディングを前記画像データに付加するステップと、
前記画像データに基づいて、ライブビュー表示画像を生成するステップと、
前記撮影時の絞り値およびライブビュー表示時の絞り値に応じて、前記ライブビュー表示画像に付加するシェーディングの特性を決定するステップと、
決定したシェーディングの特性に応じたシェーディングを前記ライブビュー表示画像に付加するステップと、
前記シェーディングが付加されたライブビュー表示画像を表示するステップと、
をコンピュータに実行させるための撮像プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008266297A JP2010098428A (ja) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | 撮像装置、撮像方法、および、撮像プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008266297A Pending JP2010098428A (ja) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | 撮像装置、撮像方法、および、撮像プログラム |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011239346A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Olympus Imaging Corp | 撮像装置 |
WO2012039346A1 (ja) * | 2010-09-22 | 2012-03-29 | 富士フイルム株式会社 | 立体撮像装置およびシェーディング補正方法 |
-
2008
- 2008-10-15 JP JP2008266297A patent/JP2010098428A/ja active Pending
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