JP4497945B2

JP4497945B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4497945B2
Application number: JP2004026750A
Authority: JP
Inventors: 充輝本田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: US20040196389A1; JP2004260813A

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置においては、撮像素子によって撮像された画像をデジタル化することによって得られたオリジナルの画像データ（ＲＡＷデータとも言う）をＪＰＥＧ形式又はＲＡＷ形式で記憶媒体に記録することができる。ＪＰＥＧ形式の場合、ＲＡＷデータは、所定の画像処理（ホワイトバランス等）が施され、ベースラインＪＰＥＧ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１０９１８−１：１９９４、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０９１８−２：１９９５等参照）等の非可逆圧縮方式で圧縮され、記憶媒体に記録される。一方、ＲＡＷ形式の場合、ＲＡＷデータは、所定の画像処理（ホワイトバランス等を調整する処理）が施されることなく可逆圧縮方式で圧縮され、記憶媒体に記録される。ＲＡＷ形式は、撮影後にホワイトバランス等を自由に調整することができる有益な記録形式である。なお、ＲＡＷ形式に係る発明を開示した公知文献としては、例えば、特許文献１がある。
特開２００１−６０８７６号公報

しかしながら、従来の撮像装置では、ＲＡＷデータをＲＡＷ形式で記憶媒体に記録する場合、ＲＡＷデータを最大の解像度で記憶媒体に記録していた。そのため、撮像素子の画素数が非常に多い場合、ＲＡＷデータのデータサイズが増大するので、記憶媒体に記録できるＲＡＷデータが減少するという問題がある。

また、撮像素子の画素数が非常に多い場合、ＲＡＷデータに対する処理時間も増大するため、画像を撮影してからその画像のＲＡＷデータを記憶媒体に記録するまでの時間が増大し、連続撮影の間隔を短くすることができないという問題もある。

そのため、これからの撮像装置には、解像度（又は総画素数）を縮小したＲＡＷデータも記録できるようにすることが望まれている。

そこで、本発明は、ＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）をユーザによって設定された解像度（又は総画素数）に変更できる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、上記の目的を達成するため、例えば、画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像をデジタル化することによって得られたオリジナルの画像データから複数の色データを分離する分離手段と、ユーザによって設定された解像度又は縮小率に従って、前記複数の色データのそれぞれを縮小する縮小手段と、前記縮小手段により縮小された前記複数の色データから縮小後の画像データを再構成する再構成手段と、ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ及び色あいの少なくとも一つを調整することなく、前記縮小後の画像データを取り外し可能な記憶媒体に格納する格納手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）をユーザによって設定された解像度（又は総画素数）に変更できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（１）第１の実施形態
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１０の主要な構成要素を示すブロック図である。

図１において、１１０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（イメージセンサ）であり、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）のカラーフィルタ並びにベイヤー配列を採用している。もちろん、他の画素配列の撮像素子を使用した構成にすることも可能である。

１１１は、撮像素子１１０によって撮像された画像をデジタル化してオリジナルの画像データを生成するＡ／Ｄ変換器１１１である。第１の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されるオリジナルの画像データであって、ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ、色あい等を調整していないデジタル画像データをＲＡＷデータと呼ぶ。

１１２は、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されたＲＡＷデータをメモリ１１４に格納するためのメモリコントローラである。

１１３は、ＲＡＷデータに対してキズ補正処理を施す画像処理部である。第１の実施形態では、撮像素子１１０上のキズ、撮像素子１１０に付着したホコリ等によって欠損した部分を補正する処理のことをキズ補正処理と呼ぶ。また、画像処理部１１３は、ＲＡＷデータをＪＰＥＧ形式で記録する場合、ＲＡＷデータに対して所定の画像処理（ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ、色あい等を調整する処理）を施す。

１１４は、複数画像分のＲＡＷデータを保持する記憶容量を有するメモリである。

１１５は、ランダムアクセスが可能であり、デジタルカメラ１０から取り外し可能な記憶媒体（例えば、不揮発性の半導体メモリを内蔵したメモリカード）である。

１１６は、デジタルカメラ１０の動作を制御するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

１１７は、記憶媒体１１５に記憶されるＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）を設定するための解像度設定部ある。解像度設定部１１７では、ラージ、ミドル又はスモールＲＡＷを設定することができる。第１の実施形態では、最大の解像度をラージＲＡＷと呼び、ラージＲＡＷの縦及び横の解像度を２／３に縮小したものをミドルＲＡＷと呼び、ラージＲＡＷの縦及び横の解像度を１／２に縮小したものをスモールＲＡＷと呼ぶ。また、第１の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されるＲＡＷデータの解像度をラージＲＡＷとする。ユーザによって設定された解像度は、解像度設定部１１７からＣＰＵ１１６に通知される。

１１８は、ＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）の変更、ＲＡＷデータの圧縮を行うＲＡＷ処理部である。

１１８−１は、ＲＡＷデータから複数の色データを分離する色分離部である。第１の実施形態では、ＲＡＷデータから４つの色データに分離する。４つの色データは、赤成分からなる赤色データ（Ｒ）、第１の緑成分からなる第１緑色データ（Ｇ１）、第２の緑成分からなる第２緑色データ（Ｇ２）及び青成分からなる青色データ（Ｂ）である。ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を２／３に縮小する場合は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＲＡＷデータから赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）を分離する。また、ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を１／２に縮小する場合は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＲＡＷデータから赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）を分離する。

１１８−２は、デジタルフィルタによって各色データの縦及び横を２／３又は１／２に縮小する縮小部である。なお、縮小部１１８−２は、バイキュービック（ｂｉｃｕｂｉｃ）法、ニアレストネイバー（ｎｅａｒｅｓｔｎｅｉｇｈｂｏｒ）法等の補間方法によって各色データの縦及び横を２／３又は１／２に縮小することも可能である。ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を２／３に縮小する場合は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）の縦及び横の解像度を２／３に縮小する。また、ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を１／２に縮小する場合は、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ＲＡＷデータから赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）の縦及び横の解像度を１／２に縮小する。

１１８−３は、縮小部１１８−２から出力された複数の色データからミドル又はスモールＲＡＷのＲＡＷデータを再構成する再構成部である。第１の実施形態では、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、複数の色データからＲＡＷデータを再構成する。ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を２／３に縮小する場合は、図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）からＲＡＷデータを再構成する。また、ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を１／２に縮小する場合は、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ＲＡＷデータから赤色データ（Ｒ）、第１緑色データ（Ｇ１）、第２緑色データ（Ｇ２）及び青色データ（Ｂ）からＲＡＷデータを再構成する。

１１８−４は、ラージ、ミドル又はスモールＲＡＷのＲＡＷデータを所定の可逆圧縮方式（独自の可逆圧縮方式、ＪＰＥＧ２０００又はＴＩＦＦで規定された可逆圧縮方式等）に従って圧縮する可逆圧縮部である。

１１９は、画像処理部１１３から出力されたデジタル画像データをベースラインＪＰＥＧに従って圧縮するＪＰＥＧ処理部である。

１２０は、撮影の指示の入力、画像記録形式の設定、ＪＰＥＧデータの解像度等を行うための操作部である。

図２は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ１０の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図２のフローチャートで実行される処理は、ＣＰＵ１１６で実行可能なプログラムによって制御することも可能である。

ステップＳ２０１：撮影の指示が入力されると、撮像素子１１０は、画像を撮像する。Ａ／Ｄ変換器１１１は、撮像素子１１０によって撮像された画像をデジタル化してオリジナルの画像データ（つまり、ＲＡＷデータ）を生成する。Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されたＲＡＷデータは、メモリコントローラ１１２を介してメモリ１１４に格納される。なお、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力されるＲＡＷデータの解像度はラージＲＡＷであるので、メモリ１１４にはラージＲＡＷのＲＡＷデータが格納されることになる。

ステップＳ２０２：画像処理部１１３は、メモリ１１４に格納されたＲＡＷデータに対してキズ補正処理を施す。

ステップＳ２０３：ＣＰＵ１１６は、撮影前にユーザによって設定された画像記録形式がＲＡＷ形式であるか否かを判定する。画像記録形式がＲＡＷ形式であると判定された場合はステップＳ２０６に進む。画像記録形式がＲＡＷ形式でなくＪＰＥＧ形式であると判定された場合はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４：ユーザによって設定された画像記録形式がＪＰＥＧ形式であった場合、画像処理部１１３は、メモリ１１４に格納されたＲＡＷデータをユーザによって設定された解像度に縮小し、縮小したＲＡＷデータに対して所定の画像処理（ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ、色あい等を調整する処理）を施す。

ステップＳ２０５：ＪＰＥＧ処理部１１６は、画像処理部１１３で処理されたＲＡＷデータをベースラインＪＰＥＧに従って圧縮する。第１の実施形態では、ベースラインＪＰＥＧに従って圧縮されたＲＡＷデータをＪＰＥＧデータと呼ぶ。ＪＰＥＧ処理部１１６で生成されたＪＰＥＧデータは、メモリ１１４に格納される。ＣＰＵ１１６は、メモリ１１４に記憶されたＪＰＥＧデータを含むＪＰＥＧファイルを生成し、生成したＪＰＥＧファイルをメモリ１１４に格納する。ＪＰＥＧファイルには、撮影条件に関する情報、デジタルカメラ１０に設定されている現像条件に関する情報、ＪＰＥＧデータに関する情報（解像度等）等を示すデータも含まれている。ＣＰＵ１１６は、メモリ１１４に記憶されたＲＡＷファイルを記憶媒体１１５に記録する。

ステップＳ２０６：ＣＰＵ１１６は、撮影前にユーザによって設定された解像度がラージＲＡＷであるか否かを判定する。解像度がラージＲＡＷであると判定された場合はステップＳ２１０に進み、解像度がラージＲＡＷでないと判定された場合はステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７：ＣＰＵ１１６は、撮影前にユーザによって設定された解像度がミドルＲＡＷであるか否かを判定する。解像度がミドルＲＡＷであると判定された場合はステップＳ２０８に進み、解像度がミドルＲＡＷでなくスモールＲＡＷであると判定された場合はステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０８：ユーザによって設定された解像度がミドルＲＡＷであった場合、ＲＡＷ処理部１１８は、メモリ１１４からラージＲＡＷのＲＡＷデータを読み出し、読み出したＲＡＷデータを色分離部１１８−１に入力する。色分離部１１８−１は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータから複数の色データを分離する（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）。色分離部１１８−１から出力された複数の色データは、縮小部１１８−２に入力される。縮小部１１８−２は、各色データの縦及び横の解像度を２／３に縮小する（図３（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。縮小部１１８−２から出力された複数の色データは、再構成部１１８−３に入力される。再構成部１１８−３は、複数の色データからミドルＲＡＷのＲＡＷデータを再構成する（図３（Ｃ）及び（Ｄ）参照）。このとき、ミドルＲＡＷのＲＡＷデータの構成は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータの構成と同じになるように再構成される。つまり、ラージＲＡＷのＲＡＷデータがベイヤー配列であるならば、ミドルＲＡＷのＲＡＷデータもベイヤー配列になるように再構成される。この結果、ミドルＲＡＷのＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）の４／９となる。可逆圧縮部１１８−４は、ミドルＲＡＷのＲＡＷデータを所定の可逆圧縮方式に従って圧縮する。圧縮されたＲＡＷデータはメモリ１１４に格納される。

ステップＳ２０９：ユーザによって設定された解像度がスモールＲＡＷであった場合、ＲＡＷ処理部１１８は、メモリ１１４からラージＲＡＷのＲＡＷデータを読み出し、読み出したＲＡＷデータを色分離部１１８−１に入力する。色分離部１１８−１は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータから複数の色データを分離する（図４（Ａ）及び（Ｂ）参照）。色分離部１１８−１から出力された複数の色データは、縮小部１１８−２に入力される。縮小部１１８−２は、各色データの縦及び横の解像度を１／２に縮小する（図４（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。縮小部１１８−２から出力された複数の色データは、再構成部１１８−３に入力される。再構成部１１８−３は、複数の色データからスモールＲＡＷのＲＡＷデータを再構成する（図４（Ｃ）及び（Ｄ）参照）。このとき、スモールＲＡＷのＲＡＷデータの構成は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータの構成と同じになるように再構成される。つまり、ラージＲＡＷのＲＡＷデータがベイヤー配列であるならば、スモールＲＡＷのＲＡＷデータもベイヤー配列になるように再構成される。この結果、スモールＲＡＷのＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータの解像度（又は総画素数）の１／４となる。可逆圧縮部１１８−４は、スモールＲＡＷのＲＡＷデータを所定の可逆圧縮方式に従って圧縮し、圧縮したＲＡＷデータをメモリ１１４に格納する。

ステップＳ２１０：ＣＰＵ１１６は、メモリ１１４に記憶されたラージ、ミドル又はスモールＲＡＷのＲＡＷデータを含むＲＡＷファイルを生成し、生成したＲＡＷファイルをメモリ１１４に格納する。ＲＡＷファイルには、撮影条件に関する情報、デジタルカメラ１０に設定されている現像条件に関する情報、ＲＡＷデータに関する情報（解像度等）等を示すデータも含まれている。ＣＰＵ１１６は、メモリ１１４に記憶されたＲＡＷファイルを記憶媒体１１５に記録する。

このように、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１０によれば、撮像された画像のＲＡＷデータを最大の解像度（又は総画素数）の４／９又は１／４で記憶媒体１１５に記録することができるので、より多くのＲＡＷデータをＲＡＷ形式で記憶媒体１１５に記録することができる。また、ＲＡＷデータの現像処理（ＲＡＷデータを表示可能な画像データにまで調整する処理）に要する時間を短縮することもできる。また、解像度をミドルＲＡＷ又はスモールＲＡＷに設定すれば、連続撮影の間隔を短くすることもできる。

また、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１０のように、解像度を縮小する処理を色データごとに行うように構成すれば、色データごとの処理を共通化することができるので、ＲＡＷデータの解像度を縮小する処理を簡略化することができる。

（２）第２の実施形態
第１の実施形態に係る撮像装置は、ラージＲＡＷのＲＡＷデータを２つの解像度の何れかに縮小できる構成であるが、２つ以上の解像度の何れかに縮小できるように構成することも可能である。また、第１の実施形態に係る撮像装置は、ミドルＲＡＷをラージＲＡＷの４／９とし、スモールＲＡＷをラージＲＡＷの１／４とする構成であるが、それ以外の解像度にする構成することも可能である。また、ユーザに縮小率を入力できるように、入力された縮小率に従ってラージＲＡＷのＲＡＷデータを縮小するように構成することも可能である。

（３）第３の実施形態
第１及び第２の実施形態に係る撮像装置は、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン）及びＢ（ブルー）のカラーフィルタを採用した撮像素子を使用する構成であるが、Ｍｇ（マゼンタ），Ｃｙ（シアン），Ｙｅ（イエロー）及びＧｒ（グリーン）のカラーフィルタを採用した撮像素子を使用する構成にすることも可能である。また、他のカラーフィルタを採用した撮像素子を使用する構成にすることも可能である。

（４）第４の実施形態
第１乃至第３の実施形態に係る撮像装置は、画像記録形式がＲＡＷ形式である場合、ラージ、ミドル又はスモールＲＡＷのＲＡＷデータを所定の可逆圧縮方式（独自の可逆圧縮方式、ＪＰＥＧ２０００又はＴＩＦＦによって規定された可逆圧縮方式等）に従って圧縮する構成であるが、ラージ、ミドル又はスモールＲＡＷのＲＡＷデータを圧縮しない構成することも可能である。

また、第１乃至第３の実施形態に係る撮像装置は、画像記録形式がＪＰＥＧ形式である場合、ＲＡＷデータをベースラインＪＰＥＧに従って圧縮する構成であるが、ベースラインＪＰＥＧ以外の非可逆圧縮方式に従って圧縮することも可能である。ベースラインＪＰＥＧ以外の非可逆圧縮方式には、例えば、ＪＰＥＧ２０００（ＩＳＯ／ＩＥＣ１５４４４−１：２０００等参照）を採用することができる。

（５）第５の実施形態
第１乃至第４の実施形態に係る撮像装置は、色分離部１１８−１、縮小部１１８−２及び再構成部１１８−３で実行される処理を撮像装置に装着或いは接続される外部装置（プリンタ、パーソナルコンピュータ等）に実行させる構成することも可能である。

（６）第６の実施形態
第１乃至第５の実施形態に係る撮像装置は、ＲＡＷデータをＲＡＷ形式で記録する場合、ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ、色あい等を調整しないように構成したが、これらの一部を調整するように構成することも可能である。

本発明は、上記の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に記録されたプログラムコードを読み出し実行することによっても完成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上記の実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（Ｒ）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性の記憶媒体、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記の実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きもまれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記の実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

また、このような記憶媒体を含む装置をネットワーク上に配置させておき、記憶媒体に記憶されたプログラムをネットワークを介して所定の装置へダウンロードし、ダウンロードしたプログラムを実行することによっても、本発明の上記実施形態の機能が実現されることは言うまでもない。

第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの主要な構成要素を示すブロック図である。第１の実施形態に係るデジタルカメラの動作を説明するためのフローチャートである。ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を２／３に縮小する手順を説明するための図である。ＲＡＷデータの縦及び横の解像度を１／２に縮小する手順を説明するための図である。

Claims

画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像をデジタル化することによって得られたオリジナルの画像データから複数の色データを分離する分離手段と、
ユーザによって設定された解像度又は縮小率に従って、前記複数の色データのそれぞれを縮小する縮小手段と、
前記縮小手段により縮小された前記複数の色データから縮小後の画像データを再構成する再構成手段と、
ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ及び色あいの少なくとも一つを調整することなく、前記縮小後の画像データを取り外し可能な記憶媒体に格納する格納手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記格納手段が前記縮小後の画像データを前記取り外し可能な記憶媒体に格納する前に、前記縮小後の画像データを所定の可逆圧縮方式に従って圧縮する画像圧縮手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像手段は、ベイヤー配列の撮像素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記オリジナルの画像データ及び前記縮小後の画像データは、ホワイトバランス、コントラスト、シャープネス、色の濃さ及び色あいのいずれもが調整されていない画像データであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
前記複数の色データは、レッド、グリーン及びブルーに対応する色データを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
前記複数の色データは、マゼンタ、シアン、イエロー及びグリーンに対応する色データを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
前記撮像装置は、デジタルカメラであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。