JP2010136242A - コントラスト強調できるデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】フィールドにおいてリアルタイムで受光素子の劣化度合をチェックし表示することのできるデジタルカメラを提供する。
【課題手段】撮影対象を撮影して画像データを取得する受光素子と、前記受光素子より取得された画像データを入力してコントラストを強調する画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理手段により画像処理された画像データを表示する第１表示手段と、前記受光素子の欠陥部分を画像データとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記受光素子の欠陥部分の画像データを表示する第２表示手段と、前記第２表示手段により表示された受光素子の欠陥部分と撮影対象を合成するハーフミラーと、撮影対象と受光素子の欠陥部分の対応を撮影時に可視化するファインダを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮影対象を撮影した画像データに対してコントラストを強調し、所定の画像処理を行い表示する際に、画像データを得る受光素子の劣化部分あるいは欠陥部分の影響を考慮できるデジタルカメラに関するものである。

従来、撮影した画像データに対してコントラストを強調して、所定の画像処理を行い、欠陥などを検出する方法として、特許文献１および特許文献２に記載されているものが公知である。特許文献１に記載のシミ欠陥の検出方法は、コントラストの低い、あるいはサイズの小さい欠陥に対しても高い検出力を有するとともに、シミ欠陥として検出するための閾値を検出画像内の輝度統計データに基づいて自動的に決定し、さらに検出されたシミ欠陥の定量評価を可能にする。

このため、この検出方法では、検査対象の画面を撮像し、その画像から背景画像との差をとって検査対象以外によって生じる輝度変化を除去した背景差分画像である検査画像を作成する。そして、この検査画像の平坦化処理を行い、その平坦化画像から複数段階にわたって画像サイズを縮小する画像サイズ縮小処理を行う。縮小処理により、検査画像内の大小様々なシミ欠陥も縮小され、その結果複数の縮小画像のどれかに、検出可能なサイズの欠陥として存在することとなる。次に、縮小画像のそれぞれに対して欠陥強調のためのフィルタ処理を行うことによって、シミ欠陥のコントラストが強調される。従って、欠陥サイズの大小、あるいはコントラストの高低にかかわらず、シミ欠陥を高精度に検出することができる。

さらに、シミ欠陥の有無を判断し、欠陥候補の抽出を行うための閾値が、検出画像内の各画素の輝度値の統計データを計算することにより、その輝度統計データに基づいて自動的に決定される。そして、その閾値と統計データから欠陥候補の有無を判断するようにしたので、各検出画像について、欠陥の無い良品であるかどうかの判定を短時間で容易に行うことができるものとなっている。

また、特許文献２に記載の画像処理方法では、画像データ中の輝度のむらの検出を精度よく行える画像処理方法が提供される。
特開２００４−２２６２７２号公報 特開平９−２２３２２０号公報

従来、画像データに対してコントラストを強調する所定の画像処理により、欠陥などを検出する画像処理は、次のような応用分野で用いられる。例えば、
１．カメラ内部形式の画像情報から画像を生成する演算の際に明度差を強調する、
２．受光素子の欠陥部を（現場で）明らかにする、
３．欠陥部の影響を極小化する、
４．不可視の対象物を撮影する、
技術などに用いられる。

図１は、従来のコントラスト強調処理の概念を説明する図である。図１において、図中の直線は対象物の明暗が線形変換されて画素の明度に対応することを示す。従来のコントラスト強調では、図１に示すように、コントラスト強調曲線は非線形変換され、対象物の明暗の中間部分の階調が強調されるが、一方の暗部または明るい部分の明暗端部の階調は小さくなって、ツブレの状態となる。

従来のコントラスト強調処理は、一般的な画像には充分な機能であるが、対象物の明暗端部に重要な情報が存在する場合には充分でない。明暗端部の何処が重要であるか判明している場合は、画素データの記録に余裕があればバイアス等の処理を行うことにより、従来の技術であっても、目的を達することができる。しかし、重要な部分が何処にあるか不明の場合には従来の技術では非能率的で実用に耐えない。

例えば、デジタルカメラにおいて、ファインダに受光素子の劣化部分あるいは欠陥部分を表示する機能が設けられていれば、その機能を利用することで受光素子の劣化部あるいは欠陥部の状態が考慮されて、検査対象を撮影した画像の内容を適切に評価できるが、そのようには構成されていない。また、デジタルカメラの画像処理エンジンの画像処理の結果の画像を表示したいが、そのようには構成されていない。デジタルカメラには、目視画像を忠実に表示するライブ・ビュー機能であっても、不可視の対象物は表示されない。

光の波長を電子蛍光管などで変換して不可視の世界を可視化するＩＲ／ＵＶビューワは大気中の微粒子分布を可視化する機能はほとんどない。

本発明は、上記のような状況の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、以下の機能をもつデジタルカメラを実現することにある。
（１）フィールドにおいてリアルタイムで受光素子の劣化度合をチェックし表示する。
（２）その表示をファインダ内に提示し、完全な画像が求められる用途のためのカメラを実現する。
（３）そのカメラの機能により、明度差のほとんど無い大気汚染物質、特に、従来は不可視であった浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）分布を画像化する。
（４）高いコントラストの画像を利用して不可視の微粒子分布の性質を画像化する。

上記のような目的を達成するため、本発明によるデジタルカメラは、撮影対象を撮影して画像データを取得する受光素子と、前記受光素子より取得された画像データを入力してコントラストを強調する画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理手段により画像処理された画像データを表示する第１表示手段と、前記受光素子の欠陥部分を画像データとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記受光素子の欠陥部分の画像データを表示する第２表示手段と、前記第２表示手段により表示された受光素子の欠陥部分と撮影対象を合成するハーフミラーと、撮影対象と受光素子の欠陥部分の対応を撮影時に可視化するファインダを備えることを特徴とする。

また、別の特徴として、本発明によるデジタルカメラは、次のステップ１〜ステップ３の「画素値変換アルゴリズム」による画像処理をコンピュータの処理により行うデジタルカメラである。
（ステップ１）：Ｍ要素からなる画素（ピクセル、ｐｉｘｅｌ）が２のｎ乗個の値を取り、それらの値の間に大小関係を設定することができる場合、１画素をＸ_Ｍ，ｊと表わす。ここで画素とは汎用画像ファイル・フォーマット（ＴＩＦ，ｊｐｅｇ，ｅｔｃ．）以外の、受光素子の出力信号値、およびその情報を保持したＲＡＷと呼ばれる中間形式のデータの一要素データである。
（ステップ２）：有限集合｛Ｘ_Ｍ，ｊ｝を画像という。現象Ｚを光学系が投影した無限集合の像をＹという。それらが離散化関数Ｑにより、
Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｑ（Ｙ，Ｍ，Ｊ）， ……（１）
と関連づけられるとする。Ｑ（）内のＭ，Ｊは関数のパラメータである。
（ステップ３）：現象Ｚの微小変化を（１＋δ）Ｚと書く。δはＯｐｅｒａｔｏｒであるとする。このとき像は（１＋δ）Ｙである。式（１）において近似的に、
Ｑ（（１＋δ）Ｙ，Ｍ，Ｊ）＝（１＋δ）Ｑ（Ｙ，Ｍ，Ｊ）， ……（２）
である。δＱ（）の具体的形が不明であっても、画素値を微小変化させるＯｐｅｒａｔｏｒΔを導入して、
δＱ（Ｙ，Ｍ，Ｊ）＝ΔＸ_Ｍ，ｊ， ……（３）
が可能なとき、画像｛ΔＸ_Ｍ，ｊ ｝を≠０となるような次のΔ１〜Δ６の表現形による演算を行う。以下にΔ１〜Δ４の表現形の例を列記する。

表現形１． Δ１≡ａＸ_Ｍ，ｊ ^ｎ＋ｂ，
ａ＝ｂ＝ｎ＝ｃｏｎｓｔ．
推奨ｎ＝１．２〜１．６， ……（４）
ここでのＸ^ｎ演算は明度の大きい部分を強調する効果があり、Ｍｉｅ散乱光の検出に有用である。

表現形２． Δ２≡ｍｏｄ（Ｘ_Ｍ，ｊ，ｋ），
ｋ＝ｃｏｎｓｔ． ８ビット画像のとき、ｋ＝２５６， ……（５）
この表現形の演算では縞を生成する。縞は光源周辺の空気の散乱光分布を表わす。散乱光分布はＳＰＭの存在を間接的に表示する。この演算により得られる結果情報は、画素の輝度の強調であるΔ１の表現形の演算では得られない情報である。

表現形３． Δ３≡Ｌ（［Ｘ_Ｍ，ｊ ／Ｌ］），
Ｌ＝ｃｏｎｓｔ． 推奨Ｌ〜１６， ……（６）
記号／は除算である。［］は小数点以下切捨て演算子である。この演算では、散乱光の等高線表示となる。

表現形４． Δ４≡｛０^＊，２ｎ−１^＊＊｝，
^＊ｉｆ（Ｘ_Ｍ，ｊ≠Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１}｜Ｘ_Ｍ，ｊ≠Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}），
^＊＊ｉｆ（Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１} ＆ Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}）， ……（７）
Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１}，Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}は、画像として画素を配列したときＸ_Ｍ，ｊの隣＊の画素である。
＊平面、方形画像の時の「隣の標準的位置関係」は、
である。この表現形の演算では、画像を線画化する。Δ３の表現形と併用することができる。

表現形５． Δ５≡ａＸ_Ｍ，ｊ／Ｘ_Ｍ’，ｊ＋ｂ，ａ＝ｂ＝ｃｏｎｓｔ． ……（８）
ここでＭ’≠Ｍであり、光の波長の相違に関する。Δ５の表現形は、光学系の周辺光量を補正する効果を有し、かつ散乱光の物性に関係するものとなっている。

表現形６． Δ６≡ａ（Ｘ_Ｍ，ｊ−Ｘ_Ｍ’，ｊ）＋ｂ， ａ＝ｂ＝ｃｏｎｓｔ．
……（９）
ここで、Ｍ，Ｍ’は光の振動面の相違（偏光）に関し、散乱光の原因の粒子の形状を示す。

なお、上記のΔ１〜Δ６のそれぞれのΔｎは複数種を組み合わせて使用することができる。この形式に帰着できる処理を画素値変換処理という。

本発明のデジタルカメラによれば、（１）フィールドにおいてリアルタイムで受光素子の劣化度合をチェックして表示できるデジタルカメラが提供される。（２）受光素子の劣化度合の表示をファインダ内に提示できるので、完全な画像が求められる用途のためのデジタルカメラが提供される。（３）これにより、本発明のデジタルカメラの機能により、明度差のほとんど無い大気汚染物質とくに不可視である浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）分布を画像化することできる。（４）また、高いコントラストの画像を利用して不可視の微粒子分布の性質を画像化することできるデジタルカメラが提供できる。

以下、本発明の実施形態を一実施例に基づいて図を参照して説明する。図２は、本発明によるデジタルカメラの構成を説明するブロック図である。図２において、１０１はＣＣＤなどの撮像素子である受光素子、１０２は画像データの処理を実行するデータ処理装置（ＣＰＵ）、１０３は制御プログラムおよび画像処理プログラムなどをコード化して保存（記録）している読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）、１０４は明度差強調処理結果の画像情報などのデータを記録する第１の記憶装置である。１０５は同じく画像情報などのデータを記憶する第２の記憶装置、１０６はディスプレイに画像を表示する電気信号を生成するドライバ回路、１０７は受光素子の劣化部分を表示する液晶ディスプレイ装置、１０８は照明ユニット、１０９は撮影光学系のレンズ、１１０はクイックリターンミラー、１１１はシャッタ、１１２はハーフミラー、１１３はアイポイント（眼点）である。また、１１４は画像処理された画像を表示する液晶ディスプレイ装置である。

受光素子１０１は、撮影対象の画像を撮影して画像データを出力する。受光素子１０１から出力された撮影画像の画像データは、データ処理装置１０２に入力されて、画像処理装置プログラムを実行し、これによりコントラスト強調などの画像処理が実行される。この画像処理は、読み取り専用記憶装置１０３に記録されている画像処理プログラムに基づいてデータ処理装置１０２が処理を実行し、その処理の結果を第１の記憶装置１０４または第２の記憶装置１０５に記録する。

また、データ処理装置１０２は、読み取り専用記憶装置１０３に記録されている制御プログラムの処理を実行することにより、全体の制御処理を行う。第１の記憶装置１０４は明度差強調処理結果の画像情報などのデータを記録する。また、第２の記憶装置１０５は、第１の記憶装置１０４に記録された明度差強調処理結果の画像データとは異なる画像処理がされた明度差強調処理結果を記録する。ドライバ回路１０６は第１の記憶装置に記録された画像情報の画像を液晶ディスプレイ装置１０７に表示する電気信号を生成する。液晶ディスプレイ装置１０７は第１の記憶装置１０４に記録された受光素子の劣化部分の画像データからの画像を表示する。照明ユニット１０８は液晶ディスプレイ装置１０７を均一に照らす。シャッタ１１１は液晶ディスプレイ装置１０７に表示される情報を利用しないときに閉じられる。撮影対象は撮影光学系のレンズ１０９、クイックリターンミラー１１０、ハーフミラー１１２の光学経路のファインダ光学系により、アイポイント１１３に至り、利用者に撮影画像が確認されたタイミングで、図示しないシャッタボタンを利用者が操作することにより、クイックリターンミラー１１０が動作して、撮影画像は、受光素子１０４に入力されて撮影されて取り込まれる。液晶ディスプレイ装置１１４には、撮影した画像が表示される。

このような構成のデジタルカメラにおいては、撮影対象を撮影する前に、受光素子の欠陥部分の画像情報を生成し、第１の記憶装置１０４に記憶する操作を、次の手順により行う。
（１）シャッタ１１１を閉じ、レンズ１０９、クイックリターンミラー１１０、ハーフミラー１１２、アイポイント１１３の光学系により撮影対象を確認して、撮影対象を標準反射板とするようにカメラを向ける。
（２）クイックリターンミラー１１０を上げ、レンズ１０９、受光素子１０１の光学系により撮影する。
（３）受光素子１０１の出力を、読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）１０３に記録されている画像処理プログラムを選択して明度差強調処理を行い、処理結果を第１の記憶装置（ＲＡＭ０）１０４に記録する。
（４）第１の記憶装置１０４に記録された画像情報による画像（受光素子の欠陥部分または劣化部分の画像）を、ドライバ回路１０６により液晶ディスプレイ装置１０７に表示する。
（５）照明ユニット１０８を点灯させ、シャッタ１１１を開け、元の位置に復帰しているクイックリターンミラー１１０で反射された光線を、ハーフミラー１１２で合成し、アイポイント１１３から見る。これにより、受光素子１０１であるＣＣＤの劣化部分または欠陥部分が確認できるようになる。分からない場合は再度（１）に戻り、（３）の読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）１０３に記録されている画像処理プログラムの選択を変更して、別の明度差強調処理を行い、同様の操作を繰り返す。

このようにして、受光素子の欠陥部分の画像情報を生成して第１の記憶装置１０４に記憶する操作を終了すると、第１の記憶装置１０４に記憶した受光素子の欠陥部分の画像情報を用いることにより、受光素子の欠陥部分を考慮することができ、対象物を撮影し、その撮影した画像から、画像に現れる欠陥部分を除いて対象物を適切に評価できるようになる。つぎに、対象物の撮影の操作の手順について説明する。

（１）まず、撮影する対象物にカメラを向ける。
（２）撮影した画像を保存用の記憶装置に格納するため、データ処理装置（ＣＰＵ）１０２と、第１の記憶装置（ＲＡＭ０）１０４のパスを切り、第２の記憶装置（ＲＡＭ１）１０５と接続する。
（３）先の操作により第１の記憶装置（ＲＡＭ０）１０４には受光素子の欠陥部分の画像情報を生成されているので、第１の記憶装置（ＲＡＭ０）１０４からドライバ回路１０６を介して、受光素子の欠陥部分の画像を液晶ディスプレイ装置１０７に表示する。
（４）照明ランプ１０８、液晶ディスプレイ装置１０７およびシャッタ１１１の光路と、レンズ１０９およびクイックリターンミラー１１０の光路を、ハーフミラー１１２で合成して、アイポイント１１３の点から、受光素子の欠陥部分の画像と対象物とを合わせた状態で対象物を見る。
（５）撮影する対象物の観測したい重要な部分に、受光素子（ＣＣＤ）の劣化欠陥部が重なっていないを調べ、重なっていない場合、クイックリターンミラー１１０をあげて、受光素子（ＣＣＤ）１０１に像を結ばせて、撮像画像として取り込む。また、撮影する対象物の観測したい重要な部分に受光素子（ＣＣＤ）の劣化欠陥部が重なっている場合には、カメラの光軸をずらせて、同様に操作を行う。
（６）受光素子（ＣＣＤ）１０１に像を結ばせていた撮像画像を取り込み、読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）１０３に記録されている画像処理プログラムを選択して、データ処理装置（ＣＰＵ）１０２で画像処理し、画像処理した画像を第２の記憶装置（ＲＡＭ１）１０５に記録する。ここで取り込む画像は、第２の液晶ディスプレイ装置１１４にも表示される。第２の液晶ディスプレイ装置１１４には、第１の記憶装置（ＲＡＭ０）１０４、第２の記憶装置（ＲＡＭ１）１０５に格納された画像が所定の操作により表示される。

本発明のデジタルカメラによれば：
（１）対象物を撮影する直前においてリアルタイムで受光素子の劣化度合をチェックし表示できる。
（２）受光素子の劣化度合の表示をファインダ内に提示し、完全な画像が求められる場合でも確実に撮影できる。それにより、接近できない生物などの経年変化を詳細に追跡できる。顔面のしみなどは化粧で隠せても皮膚と化粧品のスペクトルは違うので、例えば、表現形Δ５の演算式（８式）により演算した画像情報により判明する。

（３）そのカメラの機能により明度差のほとんど無い大気汚染物質とくに不可視である浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）分布を画像化できる。それにより危険な物質の微粒子の動きを実時間で追跡できる。ＳＰＭは微粒子であるため巨大な表面積を有し様々な物質を吸着する。ＳＰＭが大気汚染の激しい地域を通過した場合、ＳＰＭ表面には汚染物質が付着し有害化する。また大気中には水蒸気が普遍的に存在するのでＳＰＭ表面は湿潤となっている。そのため細菌、黴などが繁殖しやすい（黴の胞子は一種のＳＰＭである）。直径２．５μ以下のＳＰＭは呼吸器深部に到達し呼吸器疾患を引き起こす可能性がある。ゆえに高濃度のＳＰＭは呼吸しないことが望ましい。ＳＰＭは直径ｋｍオーダの塊となって流れているので画像化できれば回避できる。本発明のデジタルカメラによりＳＰＭが画像化できる。

原子力発電所で放射性のガスを排出した場合、そのガスには水蒸気が含まれている。水蒸気は冷却され不可視の水滴となる。その水滴は一種のＳＰＭで光を散乱する。その散乱光は不可視であるが本発明のカメラでは見える可能性がある。（実際に焚火の煙がどこまで拡散しているかは数ｋｍ彼方から画像化できる。）ここで光は太陽光でもレーザ、サーチライトのような人工光でも良い。

（４）不可視の微粒子分布の性質を画像化することができる。
ＳＰＭは単一の物質ではなく様々な物質の微粒子の総称である。同一濃度のＳＰＭでも構成物質が違えば性質も異なる。その相違はΔ１、Δ２、Δ５の表現形の画像情報を併用すると可視化できる。（実際に陸上と海上の大気中のＳＰＭの性質の相違を画像化できる。従来、陸風海風と呼ばれている大気の相違が画像化できる。）

以下に、実際の画像をしめす。図３は、ＣＣＤに欠陥のあるデジタルカメラ画像の一例を示す図である。わずかに色のかげりのあるドットが観測される。図４の画像は、図３の画像に対して、赤成分の強調する画像処理を行い、コントラスト強調を行った画像である。本発明にかかる縞を生成する画素値変換処理を行っている。ＣＣＤの欠陥部分が黒い点として現れている。

参考のために、図５に、ＣＣＤに欠陥の少ないデジタルカメラ画像の一例を示す。図５の画像では、ムラやＣＣＤ欠陥による反転などはみられない。図６に、同じく、図５の画像に対して、赤成分のコントラスト強調する画像処理を行い、コントラスト強調を行った画像である。本発明にかかる縞を生成する画素値変換処理を行った画像を示している。わずかな欠陥が見られるが、図５を見る限り画像に影響を与えていない。

図７と図８に、白壁のデジタル画像とコントラスト強調した画像を示した。白壁の画像で白壁の汚染の認識は難しいが、コントラストを強調することにより、汚染をきわだたせることが可能となる。通常のデジタル画像（図７）では、壁面の汚染は明瞭に見られないが、コントラスト強調画像（図８）では中央部に明瞭に汚染を見ることができる。

図７は、白壁のデジタル画像の例を示す図である。図７において、矩形で囲んだところに汚染が見られるが、画面からこの汚れを見いだすのは難しい。図８は、白壁のコントラスト強調画像の例を示す図である。壁の汚染の様子が強調されていて汚染を簡単に見いだすことができる。

図９は、海上（日向灘）の空を撮影したコントラスト強調デジタル画像を示している。図９の画像においては、海上すぐ近くに黄砂の固まりを見ることができる。これは、通常画像では視認できない。この時、海岸線まで３．６ｋｍである。黄砂は水平線の上４０ｐｉｘｅｌ，０．８１７ｄｅｇにある。黄砂までの距離を１５時の視程２０ｋｍとすると、高さは０．２９ｋｍである。通常海上にはこのような霧は見られない。これは黄砂層の一構造であることがわかる。

図９の画像は、日向灘の黄砂（２００７年３月２８日，１５：１８）を撮影した画像である。海面のすぐ上に黄砂の固まり（黄色の囲みの中）を見ることができる。

従来のコントラスト強調処理の概念を説明する図である。 本発明によるデジタルカメラの構成を説明するブロック図である。 ＣＣＤに欠陥のあるデジタルカメラ画像の一例を示す図である。 図３の画像に対して赤成分の強調する画像処理を行った画像を示す図である。 ＣＣＤに欠陥の少ないデジタルカメラ画像の一例を示す図である。 図５の画像に対して赤成分のコントラスト強調する画像処理を行った画像を示す図である。 白壁のデジタル画像の例を示す図である。 白壁のコントラスト強調画像の例を示す図である。 海上（日向灘）の空を撮影したコントラスト強調デジタル画像を示す図である。

符号の説明

１０１ 受光素子、
１０２ データ処理装置（ＣＰＵ）、
１０３ 読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）、
１０４ 第１の記憶装置、
１０５ 第２の記憶装置、
１０６ ドライバ回路、
１０７ 液晶ディスプレイ装置、
１０８ 照明ユニット、
１０９ 撮影光学系のレンズ、
１１０ クイックリターンミラー、
１１１ シャッタ、
１１２ ハーフミラー、
１１３ アイポイント（眼点）、
１１４ 液晶ディスプレイ装置、

Claims (7)

1. 撮影対象を撮影して画像データを取得する受光素子と、
   前記受光素子より取得された画像データを入力してコントラストを強調する画像処理を行う画像処理手段と、
   前記画像処理手段により画像処理された画像データを表示する第１表示手段と、
   前記受光素子の欠陥部分を画像データとして記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記受光素子の欠陥部分の画像データを表示する第２表示手段と、
   前記第２表示手段により表示された受光素子の欠陥部分と撮影対象を合成するハーフミラーと、
   撮影対象と受光素子の欠陥部分の対応を撮影時に可視化するファインダ、
   を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記画像処理手段が、コントラストを強調する画像処理は、コンピュータに次のステップ１からステップ３の処理を実行させる画素値変換プログラムにより画像データを処理することを特徴とするデジタルカメラ。
   （ステップ１）：Ｍ要素からなる画素が２のｎ乗個の値を取り、それらの値の間に大小関係を設定することができる場合に、１画素をＸ_Ｍ，ｊと表わす。
   （ステップ２）：画像を有限集合｛Ｘ_Ｍ，ｊ｝により定義して、現象Ｚを光学系が投影した無限集合の像をＹとし、それらが離散化関数Ｑにより、
   Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｑ（Ｙ，Ｍ，Ｊ） ……（１）
   と関連づける。ここでＱ（）内のＭ，Ｊは関数のパラメータである。
   （ステップ３）：現象Ｚの微小変化を（１＋δ）Ｚと書く。δはＯｐｅｒａｔｏｒである。このとき像は（１＋δ）Ｙである。式（１）において近似的に、
   Ｑ（（１＋δ）Ｙ，Ｍ，Ｊ）＝（１＋δ）Ｑ（Ｙ，Ｍ，Ｊ） ……（２）
   とし、画素値を微小変化させるＯｐｅｒａｔｏｒΔを導入して、
   δＱ（Ｙ，Ｍ，Ｊ）＝ΔＸ_Ｍ，ｊ ……（３）
   が可能なときに、画像｛ΔＸ_Ｍ，ｊ｝を≠０となるような、次のΔの表現形による演算を行う。
   Δ≡ａＸ_Ｍ，ｊ ^ｎ＋ｂ，
   ａ＝ｂ＝ｎ＝ｃｏｎｓｔ．
   推奨ｎ＝１．２〜１．６， ……（４）
3. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記Δの表現形は、次のΔ２の表現形であることを特徴とするデジタルカメラ。
   Δ２≡ｍｏｄ（Ｘ_Ｍ，ｊ，ｋ），
   ｋ＝ｃｏｎｓｔ． ８ビット画像のとき、ｋ＝２５６ ……（５）
4. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記Δの表現形は、次のΔ３の表現形であることを特徴とするデジタルカメラ。
   Δ３≡Ｌ（［Ｘ_Ｍ，ｊ ／Ｌ］），
   Ｌ＝ｃｏｎｓｔ． 推奨Ｌ〜１６， ……（６）
   記号／は除算である。［］は小数点以下切捨て演算子である。
5. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記Δの表現形は、次のΔ４の表現形であることを特徴とするデジタルカメラ。
   Δ４≡｛０^＊，２ｎ−１^＊＊｝，
   ^＊ｉｆ（Ｘ_Ｍ，ｊ≠Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１}｜Ｘ_Ｍ，ｊ≠Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}），
   ^＊＊ｉｆ（Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１} ＆ Ｘ_Ｍ，ｊ＝Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}） ……（７）
   Ｘ_{Ｍ，ｊ＋１}，Ｘ_{Ｍ，ｊ−１}は画像として画素を配列したときＸ_Ｍ，ｊの隣＊の画素である。
6. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記Δの表現形は、次のΔ５の表現形であることを特徴とするデジタルカメラ。
   Δ５≡ａＸ_Ｍ，ｊ／Ｘ_Ｍ’，ｊ＋ｂ，ａ＝ｂ＝ｃｏｎｓｔ ……（８）
7. 請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記Δの表現形は、次のΔ６の表現形であることを特徴とするデジタルカメラ。
   Δ６≡ａ（Ｘ_Ｍ，ｊ−Ｘ_Ｍ’，ｊ）＋ｂ， ａ＝ｂ＝ｃｏｎｓｔ ……（９）