JP4185468B2

JP4185468B2 - 露光装置及び撮影画像の補正方法

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Publication number: JP4185468B2
Application number: JP2004096559A
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Inventors: 靖雄高根
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Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2008-11-26
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Description

本発明は、撮像装置及び撮影画像の補正方法に係り、特に、光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みを補正すると共に、その画像情報に対して輪郭補正を行う撮像装置及び撮影画像の補正方法に関する。

銀塩カメラやデジタルカメラなどの光学レンズを通して被写体像を撮像して、被写体像を表す画像を取得する撮像装置では、光学レンズの屈折により取得した画像の周辺に歪みが生じてしまう。この歪みは、一般に光学歪み（ディストーション）と称され、撮像装置に用いられるレンズは、この光学歪みを打ち消すように構成されるが、ズームレンズの場合、同一のレンズ構成でテレ端及びワイド端を共に補正することは難しく、大きな光学歪みが発生し易い。また、単焦点のレンズにおいても、補正するために高価な素材レンズ或いはレンズ構成を増やすことが必要とされ、薄くて安価なレンズ構成とするのは難しく、やはり光学歪みが残ってしまう。このように、撮像装置に用いられるレンズの歪み特性はコストや大きさの制限から０％にすることは難しく、１％前後が視覚上妥当であると考えられている。

銀塩カメラのように取得された画像がフイルムに記録される場合は、記録後の画像の補正は不可能であり、レンズ性能によって光学歪みが決まってしまう。一方、デジタルカメラのようにデジタルデータで画像が取得されて記録メディアに記録される場合は、記録後でも演算処理によって画像を補正することが可能である。このため、デジタルカメラの分野では、従来より、光学歪み補正に関する技術が提案されている。

ここで、光学歪みは、図６（Ａ）に示すように、画像の角部が外側に伸びる「糸巻き型」と、図６（Ｂ）に示すように、逆に角部が縮む「たる型」の２種類に分けられ、何れも光学中心からの距離によって歪み量（変位量）が決まることが一般に知られている。すなわち、変位量が線形であれば、単に縮小或いは拡大されるだけであるが、実際には、図６（Ｃ）に示すように非線形であり、正の変位量の場合は、各画素は本来の位置から中心より遠ざかる位置にずれるので「糸巻き型」となり、負の変位量の場合は、各画素は本来の位置から中心へ近づく位置になるので「たる型」となる。

従来、このような光学歪みを補正するための技術として、画像の各座標で補正量を求めてテーブルとしてメモリに予め格納しておき、被写体を撮影して得られたデジタル画像データに対して、記憶しておいた補正量に基づいて、線形補間を行って各画素を補正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この技術では、補正量のテーブルを格納するメモリには画像の大きさに応じた記憶容量が必要とされ、画像サイズが大きくなるとこのメモリに必要とされる記憶容量も大きくなるので、ワーク領域の減少や価格が高くなってしまう。

これを解消するために考えられた技術が、補正量を近似式で表して補正する方法である。すなわち、光学的歪みの変位量は、多項式で近似表現可能であることが一般に知られており、その逆数を補正式として用いるものである。この技術では、各座標の補正量をテーブルで保持する必要がなく、メモリにはパラメータ（多項式の係数）のみを記憶しておけば、演算により全ての補正前後の画像の座標を対応付けることができる（例えば、特許文献２参照）。また、テレ端及びワイド端などの異なる焦点距離に対応するために、焦点距離毎にパラメータを記憶しておき、撮影時の焦点距離に応じて、パラメータを選択して補正を行う技術もある（例えば、特許文献３参照）。さらに、デジタル画像データ（ＲＧＢデータ）をＹＵＶデータに変換し、このうちＵＶデータについて間引きして、補正を行うことで、補正処理を高速化する技術もある（例えば、特許文献４参照）。

なお、コンピュータ（ＰＣ）で実行するアプリケーションソフトには、光学歪みの補正処理を行うアプリケーションソフトもあり、デジタル撮像装置により撮影した画像データをＰＣに転送し、ＰＣ側でこのアプリケーションソフトを実行することによって、光学歪みを補正することもできる。ただし、ＰＣに光学歪みの補正処理を行うアプリケーションソフトをインストールする作業や、補正したいデジタル画像データをＰＣ（内蔵のＲＭＡ等）に転送する作業が必要とされ、撮影者の作業負担軽減のためには、上記技術のようにデジタル撮像装置側で補正を行うのが好ましい。
特開平６−２９２２０７号公報特開平１１−２５２４３１号公報特開平１１−２７５３９１号公報特開平１１−２５０２４０号公報

しかしながら、光学歪みに対して画面全体で均一な歪み率の画像になるように補正するのが上述したディストーション補正であるが、光学歪みは光学レンズの中心部から周辺部に向かうに従って大きくなるため、これらの技術を含め、光学歪みを補正する殆どの技術では、光学レンズを介して得られた画像データにより示される画像の中心部から周辺部に向かうに従って移動量が大きくなる座標変換（近傍の数点からの補間演算）を行っており、この結果として補正後の画像データによって示される画像が中心部から周辺部に向かうに従って周波数応答の変化が顕著になり画質が劣化するという問題がある。

例えば、上記座標変換を行うに際して画素補間を伴う場合には、図７に示すように、画素補間によって得られた画素ＧＨの光学歪みに応じた移動量は画像の中心部から周辺部に向かうほど移動量が大きくなる。この問題は、光学歪みが糸巻き型であっても、たる型であっても生じる。

本発明は上記事実を考慮して、光学歪みの補正に起因する画質の劣化を抑制することができる撮像装置及び撮影画像の補正方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みを補正する歪み補正手段と、前記歪み補正手段による光学歪みの補正量が大きくなるほど輪郭補正の補正量が大きくなるように補正係数を設定する設定手段と、前記歪み補正手段により光学歪みが補正された前記画像情報によって示される画像に対して、前記設定手段により設定された前記補正係数を用いて輪郭補正を行う輪郭補正手段と、を有すると共に、前記設定手段は、前記画像情報に含まれる光学歪みが所定の閾値を超える領域に前記補正係数を設定することを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みを補正し、前記光学歪みの補正量が大きくなるほど輪郭補正の補正量が大きくなるように補正係数を設定し、前記光学歪みが補正された前記画像情報によって示される画像に対して、前記補正係数を用いて輪郭補正を行うと共に、前記画像情報に含まれる光学歪みが所定の閾値を超える領域に前記補正係数を設定することを特徴としている。

請求項１及び請求項３に記載の発明では、光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みが歪み補正手段によって補正される。なお、当該補正の手法としては、前述したような歪み補正テーブルを用いる手法、当該テーブルを設けることなく当該テーブルによって示される情報を高次の関数等を用いた演算により導出して適用する手法等、光学歪みを補正するあらゆる手法を適用することができる。

ここで、本発明では、歪み補正手段による光学歪みの補正量が大きくなるほど、輪郭補正の補正量が大きくなるように設定手段により補正係数が設定され、輪郭補正手段によって、歪み補正手段により光学歪みが補正された画像情報によって示される画像に対して上記設定手段により設定された補正係数が用いられて輪郭補正が行われる。これにより、光学歪みの補正に起因する画質の劣化を抑制することができる。

また、本発明の設定手段は、画像情報に含まれる光学歪みが所定の閾値を超える領域に設定する。例えば、画像に表れる歪みが視覚上ほぼ問題とならない所定の閾値以下の領域に対しては補正係数を設定せず、当該所定の閾値を超える領域に対してのみ補正係数を設定するなどが可能であり、これによって、取り扱う情報量が減少し処理の高速化を図ることができる。

ところで、光学歪みは光学レンズの中心部から周辺部に向かうに従って大きくなることは前述した通りであるが、画像に表れる歪みとしては、通常、画像は横長の矩形状とされるため画像の縦方向よりも横方向の方が大きくなる。

この点に着目し、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記設定手段は、前記画像情報によって示される画像の縦方向及び横方向に対する前記補正係数を、それぞれ独立して設定するものである。同様に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の撮影画像の補正方法において、前記画像情報によって示される画像の縦方向及び横方向に対して、それぞれ独立して前記補正係数を設定するものである。
例えば、画像に表れる歪みが横方向よりも小さくなる縦方向は、補正手段によって補正される上記光学歪みの補正量が画像の横方向よりも小さくなるため、この縦方向に対しては横方向よりも補正係数を小さく設定するなどが可能であり、これによって、取り扱う情報量が減少し処理の高速化を図ることができる。

本発明の撮像装置及び撮影画像の補正方法は、上記構成及び方法としたので、光学歪みの補正に起因する画質の劣化を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明の撮像装置をデジタルカメラに適用した場合について説明する。

まず、図１を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の構成を説明する。同図に示されるように、このデジタルカメラ１０には、被写体像を結像させるためのレンズ１２と、レンズ１２の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）１４と、入力されたアナログ信号に対してＣＤＳ（相関２重サンプリング処理）等の各種のアナログ信号処理を行った後にデジタルデータに変換する前処理部１６と、撮影を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン１８と、デジタルカメラ１０の全体的な動作を司る主制御部２０と、ＣＣＤ１４に対する同期信号を生成するタイミングジェネレータ３１と、が備えられている。

一方、主制御部２０には、設定手段としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）２１と、入力されたデジタルデータに対して各種デジタル信号処理を行う信号処理部２２と、入力された未圧縮のデジタルデータに対して予め定められた圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮処理を施す一方、入力された圧縮済みのデジタルデータに対して圧縮形式に応じた伸張形式で伸張処理を施す圧縮・伸張部２３と、主制御部２０の外部に配置された各部との間の情報の授受を司る入出力制御部（以下、「Ｉ／Ｏ」という。）２４と、が備えられている。

また、主制御部２０には、装着された記録媒体に対するアクセスの制御を行うメディアインタフェース（以下、「メディアＩ／Ｆ」という。）２５と、被写体像やメニュー画面等を不図示の液晶ディスプレイに表示させるための信号を生成して当該液晶ディスプレイに供給する表示制御部２６と、外部装置との間のＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格による相互通信を司るＵＳＢインタフェース（以下、「ＵＳＢＩ／Ｆ」という。）２７と、内部メモリに対するアクセスの制御を行うメモリ制御部３０と、が備えられている。

ＣＰＵ２１、信号処理部２２、圧縮・伸張部２３、Ｉ／Ｏ２４、メディアＩ／Ｆ２５、表示制御部２６、ＵＳＢＩ／Ｆ２７、及びメモリ制御部３０は、バスＢ１を介して相互に接続されている。

したがって、ＣＰＵ２１は、信号処理部２２、圧縮・伸張部２３の作動の制御、Ｉ／Ｏ２４を介した各部との間の情報の授受、装着された記録媒体へのメディアＩ／Ｆ２５を介したアクセス、不図示の液晶ディスプレイへの表示制御部２６を介した各種情報の表示、外部装置との間のＵＳＢＩ／Ｆ２７を介したＵＳＢ規格による相互通信、及び内部メモリへのメモリ制御部３０を介したアクセス、を各々行うことができる。

また、ＣＰＵ２１にはレリーズボタン１８が接続されており、ＣＰＵ２１は、レリーズボタン１８に対する押圧操作の状態を常時把握することができる。

また、信号処理部２２の入力端は前処理部１６を介してＣＣＤ１４の出力端に接続されており、Ｉ／Ｏ２４の出力端はタイミングジェネレータ３１を介してＣＣＤ１４の入力端に接続されている。したがって、被写体に対する撮像によってＣＣＤ１４から出力された被写体像を示すアナログ信号は前処理部１６において各種アナログ信号処理が施された後にデジタル画像データに変換されて信号処理部２２に入力され、各種デジタル信号処理が施された後にメモリ制御部３０を介して内部メモリ（詳細には、後述するＳＤＲＡＭ３２）に一旦記憶される。また、このときのＣＣＤ１４による撮像動作は、ＣＰＵ２１によるＩ／Ｏ２４を介した制御によってタイミングジェネレータ３１により生成された同期信号に同期して行われる。

一方、デジタルカメラ１０には、上記内部メモリとしてＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）３２及びＲＯＭ３４が備えられており、これらのメモリはバスＢ２を介してメモリ制御部３０に接続されている。したがって、ＣＰＵ２１は、メモリ制御部３０及びバスＢ２を介してＳＤＲＡＭ３２及びＲＯＭ３４にアクセスすることができる。

また、デジタルカメラ１０には、記録媒体３６Ａ及び記録媒体３６Ｂの２枚の記録媒体が装着可能とされており、これらの記録媒体は装着された状態でバスＢ３を介してメディアＩ／Ｆ２５に接続される。したがって、ＣＰＵ２１は、メディアＩ／Ｆ２５及びバスＢ３を介して記録媒体３６Ａ及び記録媒体３６Ｂにアクセスすることができる。なお、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、記録媒体３６Ａとしてスマート・メディアが、記録媒体３６Ｂとしてコンパクト・フラッシュが、各々適用されている。

また、本実施の形態では、主制御部２０は、１チップＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）として構成されており、これによってデジタルカメラ１０の小型化、高信頼性化、及び低コスト化が図られている。

以下、要部について詳細に説明する。

レンズ１２は、図示しないズームレンズ群及びフォーカスレンズを有し、且つそれぞれを光軸方向に移動させるレンズ移動機構を備え、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズ（光学ユニット）として構成されている。

レンズ１２は、図示しないＡ／Ｆ制御回路と接続されており、Ａ／Ｆ制御回路の制御により、所望のズーム倍率になるようにズームレンズ群が光軸方向に移動され（焦点距離可変レンズ）、レンズを通過した被写体像を示す入射光がＣＣＤ１４の受光面上に結像するように、フォーカスレンズが光軸方向に移動される（オートフォーカス（ＡＦ）機構）ようになっている。これにより、ＣＣＤ１４では、レンズ１２を通過した被写体像を示す入射光に基づき被写体を撮影して被写体像を示すアナログ画像信号を出力する。

なお、本実施の形態では、合焦制御として、撮影によって得られた画像のコントラストが最大となるようにレンズ位置を調整する、所謂ＴＴＬ（Through The Lens）方式を採用しており、撮影エリア内の予め定められた位置（ＡＦフレーム）に存在する被写体に焦点が合うように、自動的に合焦制御が行われるようになっている。具体的には、撮影者による図示しないモード切替スイッチの操作により、静止画を撮影するための静止画撮影モードが選択されている場合には、レリーズボタン１８が半押しされることによって、自動的に合焦制御が行われる。一方、動画を撮影するための動画撮影モードが選択されている場合には、レリーズボタン１８が全押しされて撮影が開始された後、連続的に合焦制御が行われるようになっている。

また、ＣＣＤ１４による撮影は、静止画又は動画を撮影するための撮影モード（静止画撮影モード、動画撮影モード）が選択されている場合に行われるようになっている。具体的には、静止画撮影モードが選択され、レリーズボタン１８が全押しされた場合には、所定のシャッタスピード及び露出光量で撮影が１回行われ、被写体像を示す静止画像が撮影される。それ以外の場合、すなわち、静止画撮影モード又は動画撮影モードが選択されて静止画又は動画の撮影スタンバイ時や、動画撮影モードが選択されてレリーズボタン１８が全押しされている場合には、ＣＣＤ１４による連続的な撮影結果が出力される、動画撮影可能となっている。

信号処理部２２は、図２に示すように、静止画及び動画に係わらず、入力されたデジタル画像データに対して所定のデジタル信号処理を施す信号処理回路５０と、動画を示すデジタル画像データに対して所定のデジタル信号処理を施す動画信号処理回路５２と、静止画を示すデジタル画像データに対して所定のデジタル信号処理を施す静止画信号処理回路５４と、を備えている。さらに、信号処理部２２は、レンズ１２を介した撮影により得られたデジタル画像データに含まれる光学歪みを補正する歪み補正手段としてのディストーション補正回路５６と、ディストーション補正回路５６により光学歪みが補正されたデジタル画像データに対して輪郭強調補正を行う輪郭補正手段としての輪郭補正回路５８と、を備えている。

これら動画信号処理回路５２、静止画信号処理回路５４、ディストーション補正回路５６及び輪郭補正回路５８各々は、バスＢ１とも接続されている。すなわち、主制御部２０内では、バスＢ１を介して、信号処理部２２及びＣＰＵ２１が相互に接続されている。

信号処理部２２では、前処理部１６からのデジタル画像データは、まず、信号処理回路５０に入力されるようになっており、この信号処理回路５０において、デジタル画像データには、例えば、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、シャープネス補正等の各種補正処理、及びＲＧＢデータ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色毎の画像データ）をＹＣ信号（輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ）に変換するＹＣ変換処理といった処理が施される。

信号処理回路５０の出力端は、動画信号処理回路５２及び静止画信号処理回路５４と接続されている。動画信号処理回路５２及び静止画信号処理回路５４には、信号処理回路５０により各種補正処理が施されＹＣ変換後のデジタル画像データが入力される。

動画信号処理回路５２又は静止画信号処理回路５４による処理後のデジタル画像データは、バスＢ１を介してディストーション補正回路５６に入力される。

ディストーション補正回路５６には、光学歪みの変位量を近似した多項式を示すパラメータ（多項式の係数）が予め記憶されており、このパラメータを利用して、入力されたデジタル画像データに含まれる光学歪みを補正するものである。

詳しくは、光学歪みによる変位量は、画像中心（光学中心）からの距離ｄの多次元関数Ｆ（ｄ）で近似表現することができる。したがって、補正後の画像における画素の座標を（ｘ、ｙ）とすると（ｘ、ｙは整数）、これに対応する補正前の画像の座標（Ｘ，Ｙ）は、次式に示すようになる。

（Ｘ，Ｙ）＝（ｘ×Ｆ（ｄ）、ｙ×Ｆ（ｄ））、ｄ＝（ｘ²＋ｙ²）^1/2
光学歪みの補正は、このようにして補正後の画像の座標（ｘ、ｙ）に対応する補正前の画像の座標（Ｘ、Ｙ）を求めたら、該補正前の画像における座標（Ｘ、Ｙ）にある画素データＰを補正後の画像の座標（ｘ、ｙ）に移動することで行うことができるが、通常、上記式により求めた補正前の画像の座標（Ｘ、Ｙ）は整数値にならず、補正前の画像には対応する画素データが存在しない。

このため、求めた補正前の画像の座標（Ｘ、Ｙ）に対応する画素データを、当該補正前の画像の座標（Ｘ、Ｙ）近傍の実在する画素データから内挿によって求めて補間する必要がある。この場合の補間方法（内挿方法）としては、例えば、最近傍補間法（nearest neighbor interpolation）、線形補間法（bi-linear interpolation）を挙げられる。

すなわち、最近傍法や線形補間法などの補間方法に従って補間して求めた画素データを補正後の画像における座標（ｘ、ｙ）の画素データとすることで、光学歪みを補正することができる。

なお、本実施の形態に係るディストーション補正回路５６では、補間方法として線形補間法を適用している。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る輪郭補正回路５８の構成について説明する。同図に示すように、輪郭補正回路５８は、予め定められた高周波数帯域を通過させるバンド・パス・フィルタ（以下、「ＢＰＦ」という。）５８Ａと、乗算器５８Ｂと、加算器５８Ｃと、ゲイン演算回路５８Ｄと、を含んで構成されている。

ゲイン演算回路５８Ｄは、ＣＰＵ２１から入力された、詳細については後述する補正係数を示すデータ信号に基づいて輪郭補正の度合いを示すゲインを演算する。

ＢＰＦ５８Ａは、ＳＤＲＡＭ３２に記憶された輝度信号Ｙが入力されるものであり、当該輝度信号Ｙから所定高周波帯域の成分を抽出して乗算器５８Ｂに出力する。例えば、入力された輝度信号Ｙが図４（Ａ）に示すような状態である場合、ＢＰＦ５８Ａから乗算器５８Ｂには、図４（Ｂ）に示すような輝度信号Ｙのエッジの位置に対応するパルス（以下、「エッジ・パルス」という。）が出力される。すなわち、ＢＰＦ５８Ａは、輝度信号Ｙにより示される被写体像の輪郭部を抽出する役割を有している。

乗算器５８Ｂでは、ＢＰＦ５８Ａから入力されたエッジ・パルスに対してゲイン演算回路５８Ｄが上記補正係数を示すデータ信号に基づいて演算したゲインを乗算して、一方の入力端に上記輝度信号Ｙが入力される加算器５８Ｃの他方の入力端に出力する。

したがって、加算器５８Ｃでは、入力された輝度信号Ｙに対して、乗算器５８Ｂにより上記ゲインに応じて増幅されたエッジ・パルスが加算され、一例として図４（Ｃ）に示すような、画像（被写体像）の輪郭が強調された状態の輝度信号Ｙ’が生成されて出力され、ＳＤＲＡＭ３２に記憶される。

一方、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ２１の不図示のレジスタに、前述した画像の輪郭を強調するための補正係数を近似した多項式を示すパラメータ（多項式の係数）が予め記憶されており、このパラメータによって示される多項式（演算式）を利用して、入力されたアドレスによって示される処理対象とする画素の画像上の位置に対応する補正係数を示すデータ信号を出力するものである。

ここで、本実施の形態に係る上記演算式は、一例として図５（Ｂ）に示すように、画像に表れる歪みが視覚上ほぼ問題とならない所定の閾値以下の領域、ここでは、図５（Ａ）に示す光学歪み率：Ｚ＝１％に対応するレンズ中心からの距離ｄｚに相当する値以下の領域、に対しては補正係数を出力せず、上記所定の閾値を超える領域に対してのみ輪郭強調ゲインを演算するための補正係数を出力し、且つ、レンズ中心からの距離が離れるほど輪郭強調ゲインが大きな値となるような補正係数を出力する多項式が設定されている。

さらに、上記演算式は、画像の横方向に対応する補正係数を出力する演算式ＧＨと、画像の縦方向に対応する補正係数を出力する演算式ＧＶと、で個別に設定されており、演算式ＧＶは、演算式ＧＨよりも輪郭強調ゲインが小さな値となるような補正係数を出力する多項式に設定されている。

これらの演算式ＧＨ、ＧＶにより、ＣＰＵ２１のレジスタからは、入力されたアドレスによって示される処理対象とする画素の画像上の位置に対応する補正係数を示すデータ信号が出力される。

次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。

まず、ＣＣＤ１４は、レンズ１２を介して被写体の撮像を行い、被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎のアナログ信号を前処理部１６に順次出力する。前処理部１６は、ＣＣＤ１４から入力されたアナログ信号に対してＣＤＳ等の各種のアナログ信号処理を行った後にデジタル画像データに変換して信号処理部２２に順次出力する。

信号処理部２２は、前処理部１６から入力されたデジタル画像データに対してホワイトバランス調整処理、ガンマ処理等の各種デジタル信号処理を行った後にＹＣ信号処理を行って輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂを生成し、これらの信号をデジタル画像データとしてメモリ制御部３０を介してＳＤＲＡＭ３２の所定領域に格納する。

ＳＤＲＡＭ３２の所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ２１による制御に応じてディストーション補正回路５６によって読み出され、前述した手法による光学歪みの補正が行われた後に再度ＳＤＲＡＭ３２の所定領域に格納される。

その後、以上によって光学歪みの補正が行われ、ＳＤＲＡＭ３２に格納されたデジタル画像データに対し、ＣＰＵ２１による制御の下で輪郭補正回路５８により、前述した演算式ＧＨ、ＧＶにより設定される補正係数に基づいた輪郭強調補正が行われる。

詳細には、ＣＰＵ２１は、輪郭補正の処理対象とする画素の位置を示すアドレス（本実施の形態では、処理対象とするデジタル画像データにより示される被写体像の左上端部に位置する画素のアドレスを起点とした水平方向及び垂直方向の画素単位のアドレス）が入力され、当該アドレスにより示される当該画素の被写体像上の位置に対応する補正係数を、前述した演算式ＧＨ、ＧＶに基づき、当該画素に対するディストーション補正回路５６による光学歪みの補正量が大きくなるほど輪郭強調補正の補正量（乗算器５８Ｂに入力される上記ゲイン）を増加させるものとしてゲイン演算回路５８Ｄに出力する。

以上の処理によって、輪郭補正回路５８の加算器５８Ｃからは、演算式ＧＨ、ＧＶに基づき、ディストーション補正回路５６による光学歪みの補正量が大きくなるほど補正量が大きくなるように設定されたゲインを用いて輪郭強調補正が行われた輝度信号Ｙ’が出力されるので、当該輝度信号Ｙ’をＳＤＲＡＭ３２の対応する輝度信号Ｙの値に上書き記憶する。

そして、処理対象とするデジタル画像データの全ての画素についての処理が終了すると、ディストーション補正回路５６による光学歪み補正後の１被写体像分のデジタル画像データが、輪郭補正回路５８によって輪郭強調補正が施されたものとされる。

なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の不図示の液晶ディスプレイは、ＣＣＤ１４による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されており、当該液晶ディスプレイをファインダとして使用する場合には、輪郭補正回路５８により輪郭強調補正が施された輝度信号Ｙ’と、クロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを、表示制御部２６を介して順次液晶ディスプレイに出力する。これによって液晶ディスプレイにスルー画像が表示されることになる。

また、レリーズボタン１８がユーザによって半押し状態とされた場合、ＡＥ機能が働いて露出状態が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態とされた場合、この時点でＳＤＲＡＭ３２に格納されている輝度信号Ｙ’と、クロマ信号Ｃｒ、Ｃｂとを、圧縮・伸張部２３によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後にメディアＩ／Ｆ２５及びバスＢ３を介して、ユーザによって予め指定された記録媒体３６Ａ又は３６Ｂに記録する。これにより撮影が行われる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、レンズ１２を介した撮影により得られたデジタル画像データに含まれる光学歪みを補正し、当該光学歪みの補正量が大きくなるほど補正量が大きくなるように補正係数（ゲイン）を設定し、光学歪みが補正されたデジタル画像データに対して、上記設定した補正係数を用いて輪郭補正を行っているので、光学歪みの補正に起因する画質の劣化を抑制することができる。

また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、デジタル画像データに含まれる光学歪みが所定の閾値（光学歪み率：Ｚ＝１％に対応するレンズ中心からの距離ｄｚに相当する値）を超える領域のみに補正係数を設定しているため、取り扱う情報量が減少し処理の高速化を図ることができる。

また、画像に表れる歪みが横方向よりも小さくなる縦方向は、ディストーション補正回路５６によって補正される光学歪みの補正量が画像の横方向よりも小さくなるため、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、デジタル画像データによって示される画像の縦方向及び横方向でそれぞれ独立して補正係数を設定し、縦方向に対しては横方向よりも補正係数を小さく設定しているため、これによっても取り扱う情報量が減少し処理の高速化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、本発明の補正係数を、処理対象画素の被写体像の中心からの距離に応じて演算結果が大きくなる演算式（ＧＨ、ＧＶ）を用いて導出する場合について説明したが、他にも、例えば演算式（ＧＨ、ＧＶ）によって示される補正係数が割り振られたテーブル（ＬＵＴ）を用い、入力されたアドレスによって示される処理対象とする画素の被写体像上の位置に対応する補正係数が出力される形態とすることもできる。この場合は、演算式による演算のための負荷を減少させることができ、更なる高速処理が可能となる。

また、本実施の形態では、輪郭補正回路５８による輪郭補正処理にＣＰＵ２１を関与させた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、他のプロセッサを信号処理部２２に設け、そのプロセッサによって輪郭補正処理を実行することによりＣＰＵ２１を関与させない形態とすることもできる。この場合は、ＣＰＵ２１の負荷を低減することができる。

また、ディストーション補正回路５６で行う光学歪みの補正手法は本実施の形態で説明したものに限らず、前述した歪み補正テーブルを用いる手法等、光学歪みを補正する既存のあらゆる手法を適用することができる。

更に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０及び輪郭補正回路５８の構成（図１〜図３参照）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

例えば、上述した輪郭補正を行う輪郭補正回路５８には、特性の異なる複数のＢＰＦを設け、その複数のＢＰＦを組み合わせて輪郭補正を実行することも可能である。さらにその場合は、ズーム位置（焦点距離）を検出し、レンズ１２の歪み率と焦点距離とに応じて輪郭補正を行うよう、複数のＢＰＦの組み合わせ加算の割合を可変できるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態に係る輪郭補正回路の構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態に係る輪郭補正回路の動作の説明に供する波形図である。（Ａ）はレンズ中心からの距離とレンズの光学歪み率の関係を示す図で、（Ｂ）は（Ａ）に対応する輪郭補正の補正係数を演算する演算式を示す図である。（Ａ）は糸巻き型の光学歪みの形状、（Ｂ）はたる型の光学歪みの形状を示し、（Ｃ）は、糸巻き型及びたる型の各々の光学歪みの変位量（光学ディストーション）を示す図である。従来技術の問題点の説明に供する模式図である。

符号の説明

１０デジタルカメラ（撮像装置）
２１ＣＰＵ（設定手段）
５６ディストーション補正回路（歪み補正手段）
５８輪郭補正回路（輪郭補正手段）

Claims

光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みを補正する歪み補正手段と、
前記歪み補正手段による光学歪みの補正量が大きくなるほど輪郭補正の補正量が大きくなるように補正係数を設定する設定手段と、
前記歪み補正手段により光学歪みが補正された前記画像情報によって示される画像に対して、前記設定手段により設定された前記補正係数を用いて輪郭補正を行う輪郭補正手段と、を有すると共に、
前記設定手段は、前記画像情報に含まれる光学歪みが所定の閾値を超える領域に前記補正係数を設定することを特徴とする撮像装置。
前記設定手段は、前記画像情報によって示される画像の縦方向及び横方向に対する前記補正係数を、それぞれ独立して設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
光学レンズを介した撮影により得られた画像情報に含まれる光学歪みを補正し、
前記光学歪みの補正量が大きくなるほど輪郭補正の補正量が大きくなるように補正係数を設定し、
前記光学歪みが補正された前記画像情報によって示される画像に対して、前記補正係数を用いて輪郭補正を行うと共に、
前記画像情報に含まれる光学歪みが所定の閾値を超える領域に前記補正係数を設定することを特徴とする撮影画像の補正方法。
前記画像情報によって示される画像の縦方向及び横方向に対して、それぞれ独立して前記補正係数を設定することを特徴とする請求項３に記載の撮影画像補正方法。