JP4714174B2

JP4714174B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4714174B2
Application number: JP2007082089A
Authority: JP
Inventors: 倫生長
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: CN101309367B; US20080239107A1; US8023009B2; CN101309367A; JP2008244803A

Description

本発明は、像の歪を軽減する撮像装置に関し、さらに詳しくは、広角歪を軽減する撮像装置に関する。

近年普及しているデジタルカメラは、画像をデジタルデータで取得する。デジタルな画像は写真のようなアナログの画像と異なり、デジタルデータに様々な画像処理を施すことにより、撮影後であっても欠点の修正や色合いの変更など、いわゆるレタッチを容易に行うことができる。また、撮影後のみならず、撮影中にも有用な画像処理技術としては、画像内の人物の顔を認識する技術が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、レンズによって被写体からの光を集光し、写真フィルムや撮像素子に結像させて被写体の画像を得る場合、得られた画像には様々な原因でボケや歪みなどの不具合が生じる。例えば、画像にボケを生じさせる要因として、撮影に用いたレンズの収差が問題となることは広く知られている。具体的には、球面収差、非点収差、コマ収差、像面湾曲などが画像にボケを生じさせることが知られている。

また、画像に歪みを生じさせる原因としては、撮像レンズに用いたレンズの歪曲収差が挙げられる。歪曲収差は、レンズの中心から離れた位置を通る光ほど強く屈折されることで生じる収差であるから、この歪曲収差による画像の歪み（以下、ディストーション）は、レンズと絞りとの関係に応じて変化する。したがって、絞りに対して移動自在にレンズが設けられており、レンズや絞りの相対的な位置が変化するズームレンズでは、レンズの位置によらず一律にディストーションを軽減することが困難である。

画像として写真を得る銀塩カメラにおいては、依然として写真フィルムの配置方法や撮像レンズの設計などを工夫する以外にディストーションを軽減する方法はないが、デジタルカメラなどの撮像装置においては、画像をデジタルデータとして取得するという特長を活かし、ディストーションのある画像に画像変換処理を施してディストーションを軽減することができる。例えば、撮影した画像の部分ごとに異なる倍率で拡大，縮小して表示するビデオカメラ（例えば特許文献２参照）や、撮影した画像に画像変換処理を施すことでディストーションを軽減するデジタルカメラ（例えば特許文献３参照）などが知られている。

一方、画像の歪みとしては、上述のディストーションの他に、広角歪が知られている。この広角歪は、立体的な被写体をレンズを通して平面（撮像素子の受光面や写真フィルム）に射影することによって生じる画像の歪みであり、画像の中心から放射状に像が引き伸ばされる像の歪である。したがって、広角歪は広角で撮影するほど顕著に現れ、画像の周辺部ほど目立つ傾向にある。

この広角歪は立体をレンズを通して平面に射影するという撮像装置の根本的な原理に起因する像の歪みであるから、通常は広角歪を除くことはできない。しかしながら、レンズ付きフイルムユニットのような各種収差の多く残るレンズを使用する特殊な状況下では、歪曲収差の大きなレンズを使用することで広角歪が目立たなくなることが知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００４−３２０２８４特開平９−１８７６３特開平１１−２５２４３１特開平１１−６５０３３

前述のように広角歪は広角で撮影するほど顕著に現れるが、広角とはいえ画角が４５度程度までの範囲で撮影すると、広角歪はさほど目立たず問題視されていなかった。しかし、近年では画角が７０度を超える広角レンズも多く用いられるようになっており、広角歪による画質の劣化が深刻化している。例えば、人物の集合写真のように、画像の周縁部にまで人物が写されている場合には、広角歪によって顔が歪んで写されると、被写体の人物に不快な思いをさせてしまう恐れがある。

また、広角歪を目立たなくするために歪曲収差の大きなレンズを用いると、通常のデジタルカメラで得られる画像のディストーションの程度と比較して、非常に大きなディストーションが生じてしまう。このように歪曲収差の大きなレンズを採用して広角歪を軽減しようとすると、例えば、建物などの直線部分の多い被写体を撮影するときに、直線部分が湾曲した不自然な画像しか得ることができない。このことは、特許文献４に記載されているレンズ付きフイルムユニットのように特殊な画像を得ることを目的とするカメラの場合には問題とならないが、デジタルカメラなどの一般的な撮像装置では極めて深刻な問題である。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、広角歪の少ない画像を適切に得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。また、広角歪を軽減する広角歪補正方法を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像レンズによって集光した被写体からの光を撮像素子で光電変換し、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記被写体の画像を得る撮像装置であり、前記画像に写された人物の顔を検出する顔検出手段と、前記撮像レンズの歪曲収差によって前記画像に生じたディストーションを補正する場合には、前記ディストーションとは符号が逆のディストーションを生じさせる画像変換処理を前記画像に施すとともに、前記画像に生じた広角歪を補正する場合には、前記広角歪の大きさに応じた負のディストーションを生じさせる画像変換処理を前記画像に施す歪補正手段とを備え、前記顔検出手段によって前記画像内に人物の顔が検出された場合に、前記歪補正手段は前記広角歪を補正することを特徴とする。

また、前記歪補正手段は、前記画像に生じたディストーションが負であり、前記ディストーションの大きさが広角歪を補正し得る量である場合には、前記撮像レンズの歪曲収差によって生じるディストーションで前記広角歪を補正することを特徴とする。

また、前記画像内で予め定められた画角の範囲の外側に前記顔検出手段によって人物の顔が検出された場合に、前記歪補正手段は前記広角歪を補正することを特徴とする。

また、前記画像を記憶する記憶手段を備え、前記歪補正手段は、前記広角歪を補正した広角歪補正画像をつくるとともに、前記ディストーションを補正したディストーション補正画像をつくり、前記広角歪補正画像と前記ディストーション補正画像とをともに前記記憶手段によって記憶することを特徴とする。

また、前記広角歪補正画像は、前記ディストーション補正画像に対して負のディストーションを生じさせる画像変換処理を施してつくられることを特徴とする。

また、前記画像を表示する表示手段を備え、前記広角歪補正画像と前記ディストーション補正画像とはそれぞれ同様に２分割され、各々の対応する部分が前記表示手段に並べて表示されることを特徴とする。

なお、一般的に、歪曲収差によって生じる像の歪みだけでなく、レンズの歪曲収差そのものもディストーションと称されることもある。通常は文脈などからこれらの違いを容易に判別できるが、本明細書中では混同を避けるため、レンズの歪曲収差は歪曲収差と表記し、歪曲収差によって生じる像の歪みをディストーションと称する。

本発明によれば、広角歪が軽減された画像を容易に得ることができる。また、撮影した画像の状態や被写体に応じて適切に歪が補正された画像を容易に得ることができる。

[第１の実施形態]
図１に示すように、本発明のデジタルカメラ（撮像装置）１０は、カメラ本体１１とレンズユニット１２とから構成される。

レンズユニット１２は、レンズ鏡胴１６と、このレンズ鏡胴１６内に設けられた撮像レンズ１７などから構成される。また、レンズユニット１２は、カメラ本体１１に対して回動自在に設けられており、レンズユニット１２とカメラ本体１１とにそれぞれ互いに噛合うように設けられたバヨネット爪（図示しない）によって係合される。したがって、レンズユニット１２はカメラ本体１１に対して着脱自在に設けられており、被写体や撮影の状況などに応じて、特性の異なる撮像レンズを備えた交換用のレンズユニットに適宜交換される。

カメラ本体１１の前面には、レンズユニット１２を接続するマウント部、ロック解除ボタン１８、ストロボ発光機１９などが設けられている。カメラ本体１１からレンズユニット１２が誤って脱落することを防ぐために、レンズユニット１２がカメラ本体１１に正しく装着されると、自動的にレンズユニット１２の回動操作がロックされる。ロック解除ボタン１８は、このロックを解除するボタンであり、このロック解除ボタン１８が押圧操作された時に、カメラ本体１１からレンズユニット１２は着脱される。また、ストロボ発光機１９は、周知のように、主として撮影光量が不足しているときに発光される。

カメラ本体１１の上面には、レリーズボタン２１、モード切替ダイヤル２２などが設けられている。レリーズボタン２１は、半押しと全押しの２段階に押圧操作される。レリーズボタン２１が半押し操作されると、自動露出調節（ＡＥ）や自動焦点調節（ＡＦ）などの撮影準備動作が行われ、レリーズボタン２１が全押し操作された時に被写体の画像が記録される。モード切替ダイヤル２２は、デジタルカメラ１０の動作モードを切り替える。デジタルカメラ１０は動作モードとして、表示モード、いくつかの撮影モード、設定変更モードなどを備えている。

表示モードは、メモリカード２３（図３参照）などの記録メディアに記録された撮影画像を再生し、表示パネル２４（後述）に表示させる動作モードである。一方、撮影モードは、被写体像を撮影し、得られた画像をメモリカード２３に記録する動作モードである。デジタルカメラ１０は、撮影モードとして、遠景撮影モード、近景撮影モード、ポートレートモード、オートモード、マニュアルモード、広角歪補正モード、集合人物モードなどを備えている。例えば、オートモードは撮影に最適な条件が自動的に判断される撮影モードである。また、例えば、広角歪補正モードは撮影した画像に生じる広角歪を自動的に補正する撮影モードであり、集合人物モードは人物の集合写真を撮影する際に最適な設定で撮影を行う撮影モードである。デジタルカメラ１０は、これらの撮影モードの撮影状況に応じた適切な撮影条件を個別に保持しており、選択された撮影モードに応じて自動的に撮影条件を調節する。

また、設定変更モードは、表示パネル２４の輝度調節やシャッタ音などデジタルカメラ１０の詳細な設定が変更される動作モードである。すなわち、表示モードや各種撮影モードの撮影条件などが個別に、詳細に、設定変更モード下で設定変更される。

表示モードの設定事項としては、例えば、表示パネル２４（図２参照）の標準の表示方法などがある。また、各種撮影モードの設定事項としては、例えば、画像に生じる歪みの自動補正の要否、及びその自動補正方法の選択などがある。

図２に示すように、デジタルカメラ１０の背面には、電源ボタン２６、ズームキー２７、十字キー２８、表示パネル２４（表示手段）などが備えられている。電源ボタン２６は、長押し操作されることでデジタルカメラ１０の電源をオン／オフに切り替える。ズームキー２７は、押圧操作されることで撮像レンズ１７の焦点距離を調節し、撮影倍率を徐々に変化させる。十字キー２８は表示パネル２４に表示されるメニューや画像を選択する際になどに押圧操作される。表示パネル２４は、撮影した画像やメニューなどを表示する液晶パネルである。また、撮影モード下で、表示パネル２４はスルー画像をリアルタイムに表示し、電子ビューファインダとして機能する。

また、デジタルカメラ１０の側面には、カードスロット、通信ポート、電源コネクタなどが設けられている。カードスロットは、メモリカード２３などの記憶メディア（記憶手段）が着脱自在に挿抜される。通信ポートはコンピュータやプリンタなどの外部機器とデジタルカメラ１０とを接続し、撮影した画像などの情報を通信する。電源コネクタは、デジタルカメラ１０の内臓バッテリを充電する際に外部電源と接続される。

図３に示すように、撮像レンズ１７は、例えば、ズームレンズ３１、フォーカスレンズ３２、絞り３３などから構成される。ズームレンズ３１及びフォーカスレンズ３２は、撮像レンズ１７の光軸Ｌに沿って、広角側又は望遠側の方向に移動自在に設けられている。また、ズームレンズ３１はズームキー２７の押圧操作に応じて移動され、撮像倍率を変化させる。一方、フォーカスレンズ３２は、ズームキー２７の押圧操作やズームレンズ３１の移動、レリーズボタン２１の半押し操作に応じて移動され、ピントを調節する。絞り３３は、絞り開口面積を調節することで撮影光量を変化させる。また、絞り３３は、レリーズボタン２１の半押し操作に応じて、絞り開口面積を変化させる。

ズームレンズ３１、フォーカスレンズ３２、及び絞り３３はレンズモータ３６によって駆動される。このレンズモータ３６は、ズームレンズ３１、フォーカスレンズ３２、絞り３３をそれぞれ個別に駆動するいくつかのモータから構成される。また、レンズモータ３６は、ＣＰＵ３７からの信号に基づき、モータドライバ３８によって制御される。

撮像レンズ１７の背後には、ＣＣＤ３９が設けられている。このＣＣＤ３９は、撮像レンズ１７によって受光面に結像した被写体の像を光電変換し、アナログの撮像信号を出力する。また、ＣＣＤ３９の動作は、ＣＰＵ３７からの制御信号に基づき、ＣＣＤドライバ４１によって制御される。

なお、ＣＣＤ３９が出力する撮像信号には、レリーズボタン２１が全押しし操作されたときに出力される画素数の大きな本撮像信号と、表示パネル２４のスルー表示がオンになっている間に出力されるスルー撮像信号とがある。ＣＣＤ３９が出力する本撮像信号は、デジタルな本画像データに変換され、各種画像処理（後述）を施され、最終的にメモリカード２３へ記録される。一方、ＣＣＤ３９が出力するスルー撮像信号は、デジタルなスルー画像データに変換され、本画像データと同様の各種画像処理を施されて、一時的にＳＤＲＡＭ４２へ記憶される。このスルー画像データは、ＳＤＲＡＭ４２から読み出されて、エンコーダ４３によってアナログのコンポジット信号に変換されて、表示パネル２４にスルー表示される。また、ＣＣＤ３９は、スルー撮像信号の出力を、例えば毎秒３０フレームのフレームレートで行う。

撮像レンズ１７から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４４に入力されてノイズが除去されるとともに、信号増幅回路（ＡＭＰ）４６によって増幅される。そして、増幅された撮像信号はＡ／Ｄ変換機（Ａ／Ｄ）４７によってデジタルな画像データに変換される。この画像データは、ＣＣＤ３９の各セルの蓄積電荷量に正確に比例したＲ，Ｇ，Ｂの画像データであり、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）４８に入力される。

ＤＳＰ４８は、画像入力コントローラ５１、画質補正処理回路５２、ＹＣ変換処理回路５３、圧縮伸張処理回路５４などから構成される。ＤＳＰ４８は、画像データをＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶し、これに各種画像処理を施す。
画像入力コントローラ５１は、Ａ／Ｄ４７から入力された画像データをＳＤＲＡＭ４２にバッファリングし、データバス５７を介して接続されたＳＤＲＡＭ４２に画像データを書き込む。

画質補正処理回路５２は、ＳＤＲＡＭ４２からの画像データを読み出して、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、γ補正処理などの各種画質補正処理を施し、画質補正後の画像データを再度ＳＤＲＡＭ４２に記憶する。

ＹＣ変換処理回路５３は、画質補正処理回路５２で画質補正処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ４２から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとに変換する。圧縮伸張処理回路５４は、ＹＣ変換された画像データを、例えばＴＩＦＦやＪＰＥＧといった方式で圧縮し、所定のファイル形式で出力する。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５６を経由してメモリカード２３に記録される。

さらに、データバス５７を介して、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路（図示しない）やＡＦ検出回路（図示しない）などが接続されている。ＡＥ／ＡＷＢ検出回路は、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度と絞り３３の絞り値（絞り開口面積の大きさ）とが撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出する。ＡＦ検出回路は、撮像レンズ１７の焦点調節が撮影に適切か否かを検出する。これらの検出結果に基づいて、ＣＰＵ３７は撮像レンズ１７を制御する。

ＳＤＲＡＭ４２は、作業用のメモリであり、画像データを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ３７によって実行されるデジタルカメラ１０の制御用プログラムなどがロードされる。また、このＳＤＲＡＭ４２内には、スルー画像を格納するＶＲＡＭ領域が確保されており、ＶＲＡＭ領域内のスルー画像は前述のフレームレートにあわせて随時更新される。

ＣＰＵ３７は、ＥＥＰＲＯＭ５８から制御用プログラムを読み出し、これを実行することで、デジタルカメラ１０の各部を統括的に制御する。

ＥＥＰＲＯＭ５８は、デジタルカメラ１０の制御用プログラムや各種設定情報などが格納される。また、ＥＥＰＲＯＭ５８には、ディストーション補正係数テーブル６０、広角歪補正係数テーブル６１が格納されている。

ディストーション補正係数テーブル６０は、歪補正部６２によって読み出され、ディストーションを補正する座標変換処理に用いられる。具体的には、ディストーション補正係数テーブル６０は、撮影した画像のディストーションを補正するときに用いられる変換関数の係数（パラメータ）を格納するテーブルであり、撮像時の撮像レンズ１７の焦点距離に応じて複数の係数の組み合わせを格納している。

広角歪補正係数テーブル６１は、歪補正部６２によって読み出され、広角歪を補正する座標変換処理に用いられる。この広角歪補正係数テーブル６１は、撮影した画像の広角歪を補正するときに用いられる変換関数の係数（パラメータ）を格納するテーブルであり、撮像時の撮像レンズ１７の焦点距離に応じて複数の係数の組み合わせを格納している。

歪補正部６２（歪補正手段）は、ディストーション生成部６３、焦点距離評価部６４、歪評価部６５などから構成される。この歪補正部６２は、ＳＤＲＡＭ４２やメモリカード２３に記憶された画像データに座標変換処理を施し、広角歪を補正する。

焦点距離評価部６４は、使用したレンズユニット１２、ズームレンズ３１の位置、フォーカスレンズ３２の位置などから撮影時の撮像レンズ１７の焦点距離を評価し、撮影した画像データに関連付け、これを焦点距離データとしてＳＤＲＡＭ４２に記憶する。焦点距離データは歪評価部６５によっても用いられる。

歪評価部６５は、焦点距離データに基づいて、撮影された画像の広角歪の程度及びディストーションの程度をそれぞれ評価する。また、この歪評価部６５による広角歪の程度の評価及びディストーションの程度の評価は、撮影した画像データに関連付けられた歪データとしてＳＤＲＡＭ４２に記憶される。

ディストーション生成部６３は、画像データに座標変換処理（画像変換処理）を施し、撮像レンズ１７の歪曲収差によって生じるディストーションと同質の歪みを像に生じさせる。このディストーション生成部６３が行う座標変換処理は、例えば、Ｒ＝ΣＡｎ×ｒ^ｎ＝Ａ１×ｒ＋Ａ２×ｒ^２＋Ａ３×ｒ^３＋・・・で表される変換関数を使用して行われる。ここで、像高ｒは画像の中心を基準とした座標変換処理前の画像内の像の高さ（画素の位置）であり、像高Ｒは座標変換処理後の像の高さ（画素の位置）である。また、係数Ａｎ（＝Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・）は座標変換処理の特性、すなわち変換関数の特性を定めるパラメータであり、例えば、ディストーション補正係数テーブル６０や広角歪補正係数テーブル６１に格納されている係数が用いられる。

例えば、広角歪補正係数テーブル６１に格納されている係数を用いて、上述の座標変換処理を撮影した画像に施すと、座標変換後の画像には、常に樽型のディストーションと同質の像の歪みが生じる。したがって、ディストーション生成部６３によって座標変換処理を施された像は樽型に収縮する。すると、例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、元の画像７１のサイズと比較して狭い領域に像７２が集中し、座標変換処理後の画像７３の周縁部にはデータの存在しない部分７４が生じる恐れがある。

しかし、広角歪補正係数テーブル６１に格納された係数は、全ての係数の組み合わせで、例えばＡ１＞１となるように調節されている。したがって、図４（Ａ），（Ｃ）に示すように、広角歪補正係数テーブル６１に格納された係数を用いて上述の座標変換処理が行われると、画像に写された像７２は樽型に収縮するが、像全体としては拡大される。そして、図４（Ｄ）に示すように、所定の画像範囲７６内の像が座標変換後の画像７７とされる。

ここでは、例としてＡ１＞１としたが、これに限らず、Ａ１≦１とする場合には上述の変換関数のさらに高次項の係数（Ａ２，Ａ３，・・・）の大きさを調節し、像全体を拡大するようにした係数の組み合わせを用いてもよい。

一方、ディストーション補正係数テーブル６０は、レンズの歪曲収差に応じて正又は負のディストーションの何れをも適切に補正する係数の組み合わせを格納しているから、ディストーション補正係数テーブル６０に格納されている係数を用いて上述の座標変換処理を撮影した画像に施すと、座標変換後の画像には元の画像に対して負のディストーションと同質の歪みが像に生じる場合と、正のディストーションと同質の歪みが像に生じる場合とがある。

また、正のディストーションを補正する場合には、前述の広角歪補正係数テーブル６１を用いた座標変換処理のときと同様にして、周辺部が欠損しないように元の像のサイズと比較して拡大するように像は変換される。また、負のディストーションを補正する場合は周辺部ほど拡大率が大きくなるように像は変換される。何れの場合でも少なくとも画像の一部は拡大変換されることになるため、変換後の画像にはデータの存在しない画素が生じる恐れがあるが、こうしたデータの存在しない画素のデータは周辺画素のデータに基づいて補間される。

以上のように構成されたデジタルカメラ１０の作用を説明する。例えば、格子を正面から撮影すると、図５（Ａ）に示すように、格子７１の間隔は画像８２内の位置によらずに等しい間隔であり、実際の被写体と完全に相似な画像が得られることが理想である。しかしながら、現実的には撮像レンズの歪曲収差によってディストーションが生じる。例えばデジタルカメラ１０で使用する撮像レンズ１７では、望遠位置にして撮影すると、図５（Ｂ）に示すように、理想の像高と比較して、画像８３の周辺部に近づくほど像高が拡大される歪み、いわゆる糸巻型のディストーション（以下、正のディストーション）が生じる。また例えばデジタルカメラ１０で使用する撮像レンズ１７では、広角位置にして撮影すると、図５（Ｃ）に示すように、理想の像高と比較して、画像８４の周辺部に近づくほど像高が縮小される歪み、いわゆる樽型のディストーション（以下、負のディストーション）が生じる。

なお、こうしたディストーションの正負、及びその歪みの程度は、使用する撮像レンズ１７（レンズユニット１２）ごとに、ズームレンズの場合は更にその焦点距離ごとに異なる。ディストーションの符号が像高に応じて反転するような複雑な歪みを発生する場合もある。したがって、特に撮像レンズのディストーションなどの特性について明記しない限り、以下では望遠位置で用いると正のディストーションが生じ、広角位置で用いると負のディストーションが生じる撮像レンズ１７（レンズユニット１２）を使用する例を用いて、デジタルカメラ１０の作用を説明する。

周知のように、正のディストーションが生じた画像に負のディストーションと同質の歪みを生じさせる画像処理を施すと、正のディストーションは軽減される。また、同様に、負のディストーションが生じた画像に正のディストーションと同質の歪みを生じさせる画像処理を施すと、負のディストーションは軽減される。

一方、上述のディストーションとは別に、立体的な被写体を撮影すると、得られた画像に写された像は、画像の中心を基準として放射状に引き伸ばされたように歪む、いわゆる広角歪が生じる。

例えば、図６に示すように、球８６ａ，ｂ，ｃをデジタルカメラ１０の正面に横に並べて撮影すると、撮影した画像８７の中心には撮像レンズ１７に対して正面に配置された球８６ｂの像８８ｂが位置する。この像８８ｂは略理想的な円形であり、球８６ｂを正面から撮影した理想像に他ならない。

ところが、球８６ｃは平面ではなく、立体的な球であるから、撮像レンズ１７に対して斜め前方にある球８６ｃを撮像レンズ１７から見ると、球８６ｃの直径は線分Ｐ１Ｐ２となる。この球８６ｃからの光を撮像レンズ１７によってＣＣＤ３９の受光面８９に結像させると、三角形Ｐ０Ｐ１Ｐ２と三角形Ｐ０Ｐ３Ｐ４は相似であるが、三角形Ｐ０Ｐ１Ｐ２と三角形Ｐ０Ｐ３Ｐ５は相似でないために、線分Ｐ１Ｐ２は、理想的に縮尺された場合の線分Ｐ３Ｐ４よりも引き伸ばされ、線分Ｐ３Ｐ５となって受光面８９に結像される。こうして、撮像レンズ１７の画角θが大きな部分で撮影された球８６ｃの像８８ｃは、画像８７の中心に対して放射状に引き伸ばされた楕円形の像となってしまう。このことは球８６ｃの像８８ｃに限らず、撮像レンズ１７の画角が大きな部分で撮影される立体的な被写体の像８８ａ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉも同様である。

このように広角歪は、被写体が立体であることと、被写体，撮像レンズ，受光面の幾何学的な配置とが原因で生じる像の歪みであるから、撮像レンズ１７の収差による像の歪み（ディストーションなど）とは無関係に生じる。したがって、広角歪はデジタルカメラ１０においても例外なく生じ、特に撮像レンズ１７の画角が大きい部分で撮影された像は広角歪が目立つ。

しかし、デジタルカメラ１０で撮影を行うと、図７に示すように、広角歪が補正される。具体的には、被写体の画像が記憶されるのと同時に、撮影時の撮像レンズ１７の焦点距離データが取得される。そして、この焦点距離データに基づいて撮影された画像の広角歪の程度が評価される。

歪補正部６２は、この広角歪の程度の評価に基づいて、広角歪補正係数テーブル６１から座標変換処理に用いる係数を選択し、この係数を用いて座標変換処理を実行する。こうして得られた画像には、負のディストーションと同質の像の歪みが生じており、放射状に引き伸ばされる広角歪と樽型に縮小する負のディストーションとが互いに打ち消しあい、結果として広角歪が補正された画像が得られる。

このように、デジタルカメラ１０は、撮影した画像に対して負のディストーションと同質の像の歪みを生じさせるから、広角歪による像の歪みを補正した画像を得ることができる。

上述のように、デジタルカメラ１０は撮影した画像の広角歪を補正するが、広角歪の補正とディストーションの補正とは、撮影状況などに応じて何れか一方を選択的に行うことが好ましい。例えば、像の歪を補正する撮影モードで撮影を行う場合に、広角歪とディストーションの何れを補正するかを撮影モードごとに設定することが好ましい。具体的には、各撮影モードごとに、広角歪補正機能とディストーション補正機能の何れかが選択的にアクティブになるように設定する。

このように設定されたデジタルカメラ１０で撮影を行うと、図８に示すように、被写体の画像が記憶されると同時に、撮影時の撮像レンズ１７の焦点距離データが取得される。そして、この焦点距離データに基づいて、撮影された画像の広角歪の程度、及びディストーションの程度が評価され、歪データとして記憶される。

このとき、広角歪補正機能がアクティブに設定されていると、歪補正部６２は、歪みデータのうち広角歪の程度の評価に基づいて、広角歪補正係数テーブル６１から座標変換処理に用いる係数を選択する。そして、選択した係数を用いて撮影した画像に座標変換処理を施す。こうして得られた画像には、負のディストーションと同質の像の歪みが生じており、放射状に引き伸ばされる広角歪と樽型に縮小する負のディストーションとが互いに打ち消しあい、結果として広角歪が補正された画像を得る。

一方、ディストーション補正機能がアクティブに設定されていると、歪補正部６２は、歪データのうちディストーションの程度の評価に基づいて、ディストーション補正係数テーブル１１３から座標変換に用いる係数を選択する。

例えば、撮像レンズ１７が広角位置で用いられていると、撮影した画像には負のディストーションが生じているから、この負のディストーションの程度に応じて、ディストーション補正係数テーブル１１３から正のディストーションを生じさせる係数が結果として選択される。したがって、この選択された係数を用いて、撮影した画像に座標変換処理が施されると、撮像レンズ１７の収差によって生じた負のディストーションと、座標変換処理によって生じた正のディストーションとが互いに打ち消しあい、ディストーションが補正された画像が得られる。

また例えば、撮像レンズ１７が望遠位置で用いられていると、撮影した画像には正のディストーションが生じているから、この正のディストーションの程度に応じて、ディストーション補正係数テーブル１１３から負のディストーションを生じさせる係数が結果として選択される。したがって、この選択された係数を用いて、撮影した画像に座標変換処理が施されると、撮像レンズ１７の歪曲収差によって生じた正のディストーションと、座標変換処理によって生じた負のディストーションとが互いに打ち消しあい、ディストーションが補正された画像が得られる。

以上のように、広角歪とディストーションとを選択し、何れか一方を補正すれば、被写体の種別や撮影の状況に応じて、適切に歪みが補正された画像を容易に得ることができる。

なお、上述の第１の実施形態のデジタルカメラは、像の歪みを補正する座標変換処理を施すときに、変換関数の係数を広角歪補正係数テーブル６１やディストーション補正係数テーブル１１３に格納される係数を選択して用いるが、これに限らず、変換関数の係数を算出しても良い。

例えば、ＥＥＰＲＯＭ５８の記憶容量は限られているから、広角歪補正係数テーブル６１やディストーション補正係数テーブル１１３に格納する変換関数の係数を、撮像レンズ１７，レンズユニット１２ごとに十分に細かく格納させておくことができない場合がある。また例えば、焦点距離の調節などを手動で行う場合には、この焦点距離で生じる像の歪みに対応する変換関数の係数が、広角歪補正係数テーブル６１やディストーション補正係数テーブル１１３に格納されていない場合もある。

このように像に生じる歪みを適切に補正する変換関数の係数が選択できない場合に、デジタルカメラ１０，２１０は適切な係数を算出しても良い。例えば、広角歪補正係数テーブル６１に必要な係数が格納されていなければ、広角歪補正係数テーブル６１に格納されている係数に基づいて、データを補間し、広角歪を適切に補正するための係数を算出する。また、ディストーションを補正する場合も同様である。

[第２の実施形態]
なお、上述の第１の実施形態のデジタルカメラは、広角歪を補正する画像に、負のディストーションを生じさせる座標変換処理を施すが、これに限らず、レンズの歪曲収差を利用して撮影する画像の広角歪を補正しても良い。これを第２の実施形態として以下に説明するが、第１の実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その図及び説明を省略する。

図９に示すように、デジタルカメラ２１０は、少なくとも広角位置で用いられる場合に負のディストーションを生じる撮像レンズ２１２を備えている。

すなわち、上述の第１，第２の実施形態のデジタルカメラでは、レンズユニット１２を交換することでディストーションの正負やディストーションの程度など様々な特性の撮像レンズに制約なく交換されるが、デジタルカメラ２１０で用いられる撮像レンズ２１２は、少なくとも調節可能な焦点距離の範囲内の何れかで負のディストーションを生じる撮像レンズ２１２が用いられる。したがって、撮像レンズ２１２は広角位置で負のディストーションを生じる撮像レンズであることが好ましく、広角位置から望遠位置まで常に負のディストーションを生じる撮像レンズであることが特に好ましい。

また、このデジタルカメラ２１０は、全ての撮影モードでディストーションを補正した画像を得る。一方、デジタルカメラ２１０は、広角歪補正機能を備えており、各撮影モードごとにこの広角歪補正機能のオン，オフを設定される。

デジタルカメラ２１０が備える歪補正部２１１は、この広角歪補正機能のオン，オフの設定に応じて動作する。すなわち、図１０に示すように、広角歪補正機能がオフに設定されている場合に撮影を行うと、歪補正部６２は、撮影した画像にディストーションを補正する座標変換処理を施し、ディストーションが補正された画像を得る。

また、広角歪補正機能がオンに設定されている場合に撮影を行うと、歪補正部６２は、標準的に行われるディストーション生成部６３での画像変換処理を無効化する。すなわち、歪補正部６２は、撮影した画像に座標変換処理を施さないので、撮像レンズ２１２の歪曲収差によって像が収縮する負のディストーションと、像が引き伸ばされる広角歪とが互いに打ち消しあう。したがって、結果的に広角歪が補正された画像が得られる。このようにして、デジタルカメラ２１０は、広角歪を補正し、広角歪の軽減された画像を得る。

以上のように、デジタルカメラ２１０は、撮像レンズ２１２の歪曲収差を利用して広角歪を軽減するから、広角歪を補正するために画像処理を施す必要はなく、容易に、かつ、短時間で広角歪が軽減された画像を得ることができる。また、ＥＥＰＲＯＭ５８などのメモリに画像処理に必要なパラメータ等を格納しておく必要もないから、メモリ容量の節約にもなる。

なお、第３の実施形態のデジタルカメラ２１０は、広角歪補正機能がオンに設定されているときに広角歪を補正し、広角歪補正機能がオフに設定されているときにディストーションを補正するが、さらに、撮影に用いる撮像レンズ２１２の特性に応じて広角歪とディストーションの何れを補正した画像を得るかを判断しても良い。

例えば、広角歪補正機能がオンに設定されている場合に、ディストーション生成部６３での画像変換処理を必ず無効化するのではなく、撮影する画像に生じる負のディストーションが広角歪を軽減できる場合に限り、ディストーション生成部６３での画像変換処理を無効化し、撮像レンズ２１２の歪曲収差を利用して広角歪を補正する。

すなわち、図１１に示すように、広角歪補正機能をオフに設定して撮影を行うと、歪補正部６２は、歪データに基づいてディストーション補正係数テーブル１１３から係数を選択し、これを用いて撮影した画像にディストーションを補正する座標変換処理を施す。

一方、広角歪補正機能をオンに設定して撮影を行うと、歪補正部６２は、歪データに基づいて、撮影する画像に生じるディストーションと広角歪とを比較する。そして、撮影する画像に生じるディストーションが負のディストーションであり、かつ、撮影する画像に生じる広角歪を補正し得る大きさのディストーションであると判断された場合に、歪補正部６２はディストーション生成部６３による座標変換処理を無効化し、撮像レンズ２１２の歪曲収差によって生じる負のディストーションを利用して広角歪を補正する。

しかし、撮影する画像に生じるディストーションが正のディストーションである場合に、歪補正部６２は、広角歪補正機能がオンに設定されていても、ディストーション生成部６３によって座標変換処理を施し、広角歪ではなくディストーションを補正する。

同様に、撮影する画像に生じるディストーションが負のディストーションであっても、広角歪を十分に補正し得ない程小さなディストーションである場合、歪補正部６２は、広角歪補正機能がオンに設定されていても、ディストーション生成部６３によって座標変換処理を施し、広角歪ではなくディストーションを補正する。

さらに、同様にして、広角歪を過剰に補正して像が理想的な像の形状よりも収縮し、負のディストーションが顕著になってしまうほど大きなディストーションである場合には、歪補正部６２は、広角歪補正機能がオンに設定されていても、ディストーション生成部６３によって座標変換処理を施し、広角歪ではなくディストーションを補正する。

このようにして、デジタルカメラ２１０は、撮像レンズ２１２の特性に応じて広角歪を補正するか、あるいは、ディストーションを補正するかを判断し、撮影時の状況に応じて適切に像の歪みが補正された画像を得る。

以上のように、デジタルカメラ２１０が、撮影レンズの特性に応じて広角歪とディストーションの何れを補正した画像を得るかを判断すると、撮影した画像の広角歪が適切に補正されないばかりか、ディストーションの顕著な画像となってしまうという弊害を防ぐことができる。

[第３の実施形態]
なお、上述の第１，第２の実施形態では、撮影モードの設定に応じて、広角歪やディストーションを補正するが、これに限らず、撮影する被写体に応じて広角歪とディストーションの何れを補正するかを判断しても良い。以下にこれを第３の実施形態として説明するが、第１，第２の実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、その図及び説明を省略する。

図１２に示すように、デジタルカメラ３１０は、顔検出部３１１を備える。この顔検出部３１１は、撮影した画像に写された人物の顔を検出する。撮影した画像内の人物の顔の有無、及び検出された顔の位置，大きさ，個数などのデータは、顔データとしてＳＤＲＡＭ４２に記憶される。この顔検出データは、歪補正部６２によって読み出され、撮影した画像に生じた歪のうち、ディストーションを補正するのか、広角歪を補正するのかの判断に用いられる。また、この顔検出部３１１による人物の顔の検出は、目，鼻，口などの特徴部分の画像テンプレートと撮影した画像とを比較する、いわゆるパターンマッチングによって行われるが、画像内の肌色画素を検出するなど、他の周知の方法を用いてもよい。

また、デジタルカメラ３１０は、歪補正部３１２を備える。歪補正部３１２は、広角歪又はディストーションの何れか一方を補正する。この広角歪とディストーションの何れを補正するかの判断は、顔検出データに基づいて行われる。

例えば、図１３に示すように、デジタルカメラ３１０で撮影を行うと、被写体の画像を取得すると同時に、焦点距離データが取得される。そして、この焦点距離データに基づいて、撮影した画像の広角歪とディストーションの程度の評価である歪データが記憶される。

このとき、顔検出部３１１によって撮影した画像内の人物の顔が検出され、人物の顔の有無、及び、人物の顔が検出された場合にはその位置や大きさが顔データとして記憶される。

そして、撮影した画像内に人物の顔が検出された場合には、歪補正部３１２は、歪データに基づいて、広角歪補正係数テーブル６１から適切な係数を選出し、これを用いて撮影した画像に広角歪を補正する座標変換処理を施す。

一方、撮影した画像内に人物の顔が検出されない場合には、歪補正部３１２は、歪データに基づいて、ディストーション補正係数テーブル１１３から適切な係数を選出し、これを用いて撮影した画像にディストーションを補正する座標変換処理を施す。

このように、デジタルカメラ３１０は、顔検出の結果に基づいて、広角歪とディストーションの何れを補正するかを判断し、撮影した画像の被写体に応じた適切な歪みの補正を自動的に行う。

具体的には、図１４（Ａ）に示すように、撮影された画像３１６ａ内に人物の顔３１７ａ，ｂが検出されると、デジタルカメラ３１０はこの画像３１６ａに対して広角歪を補正する座標変換処理を施し、広角歪が補正された画像３１６ｂをメモリカード２３に記憶する。したがって、画像３１６ｂにおいても背景３１８のディストーションは強調される。しかし、画像３１６ａに写された人物の顔３１７ａ，ｂは、本来の形状とは異なり広角歪が生じているのに対して、画像３１６ｂの人物の顔３１７ａ，ｂは実際の形状と略同等の形状に補正される。

一方、図１４（Ｂ）に示すように、撮影された画像３１６ｃ内に人物の顔が検出されない場合には、デジタルカメラ３１０はこの画像３１６ｃに対してディストーションを補正する座標変換処理を施し、ディストーションが補正された画像３１６ｄをメモリカード２３に記憶する。したがって、画像３１６ｄにおいても広角歪は残ってしまう。しかし、画像３１６ｃに写された建造物３１９は樽型のディストーションが生じているのに対して、画像３１６ｄの建造物３１９は実際の形状と略同等に直線部分が正しく直線となるように補正される。

このように、デジタルカメラ３１０で撮影すれば、人物の集合写真のように、背景に生じたディストーションよりも、主要な被写体である人物に生じた広角歪を補正することが重要である場合には、ディストーションではなく広角歪が自動的に補正される。また、建造物の写真のように直線的な部分が多いなどの理由で、広角歪よりもディストーションを補正することが重要な場合は、ディストーションが自動的に補正される。したがって、デジタルカメラ３１０によれば、広角歪とディストーションの何れかが被写体に応じて適切に補正された画像を容易に得ることができる。

なお、上述の第３の実施形態で示す例では、撮影した画像内に人物の顔が検出されたか否かを条件として、広角歪とディストーションの何れが補正されるかが判断されるが、これに限らず、検出された人物の顔の大きさ、個数、位置やこれらの組み合わせなどに基づいて広角歪とディストーションの何れが補正されるかを判断しても良い。

例えば、撮影した画像内に検出された人物の顔の位置に応じて、広角歪とディストーションの何れを補正するかを判断してもよい。すなわち、図１５に示すように、撮影した画像内に人物の顔が検出されない場合には、歪補正部３１２は、歪データに基づいて、ディストーション補正係数テーブル１１３から適切な係数を選び出し、これを用いて撮影した画像にディストーションを補正する座標変換処理を施す。

一方、撮影した画像内に人物の顔が検出された場合には、人物の顔が検出された位置に応じて広角歪又はディストーションの何れかが補正される座標変換処理が施される。すなわち、撮影した画像内に人物の顔が検出された場合、歪補正部３１２は、顔データと焦点距離データに基づいて、人物の顔が検出された位置が、所定画角（例えば、対角画角４５度）内で撮影された位置であるか否かを判断する。

そして、検出された人物の顔が撮影した画像の所定画角内にあると判断された場合には、歪補正部３１２は、歪データに基づいて、ディストーション補正係数テーブル１１３から適切な係数を選び出し、これを用いて撮影した画像にディストーションを補正する座標変換処理を施す。

一方、検出された人物の顔が撮影した画像の所定画角外にあると判断された場合には、歪補正部３１２は、歪データに基づいて、広角歪補正係数テーブル６１から適切な係数を選び出し、これを用いて撮影した画像に広角歪を補正する座標変換処理を施す。

このように、撮影した画像内に検出された人物の顔の位置、例えば、所定画角の内外を基準として、広角歪とディストーションの何れを補正するかを判断するから、撮影した人物に対する広角歪の影響の大きさに応じて適切な歪みの補正が自動的に行われる。

具体的には、図１６（Ａ）に示すように、撮影された画像３２１内に人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃが検出されると、この人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃが検出された位置と所定画角の範囲３２３とが比較される。画像３２１の場合、検出された人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃは全て所定画角の範囲３２３の内側にあり、広角歪はさほど目立たない。したがって、画像３２１に対してディストーションを補正する座標変換処理が施され、背景３２４のディストーションが補正された画像３２５がメモリカードに記憶される。

一方、図１６（Ｂ）に示すように、撮影された画像３２６内に人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが検出されると、この人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが検出された位置と所定画角の範囲３２３とが比較される。画像３２６の場合、検出された人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃは所定画角の範囲３２３の内側にあり、広角歪はさほど目立たないが、人物の顔３２２ｅ，ｄ，ｆは所定画角の範囲３２４の外側にあり、広角歪が目立つ。したがって、画像３２６に対しては、広角歪を補正する座標変換処理が施され、人物の顔３２２ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆの広角歪が補正された画像３２７がメモリカードに記憶される。

このように、広角歪のあまり目立たない所定画角内に人物が写されている場合には、ディストーションが補正され、広角歪の目立つ所定画角外に人物が写されている場合には広角歪が優先して補正される。したがって、広角歪が人物の顔に与える歪みの程度に応じて、広角歪とディストーションの何れかが適切に補正された画像を容易に得ることができる。

また、同様にして、撮影した画像内に検出された人物の顔の大きさに応じて、広角歪とディストーションの何れを補正するかが判断されるようにすれば、撮影した画像に人物が写されているか否かだけでなく、撮影した画像に写された人物が主要な被写体であるか否かが自動的に判断され、撮影した画像に適切な歪みの補正が施される。

なお、上述の第３の実施形態のデジタルカメラ３１０は、第１の実施形態のデジタルカメラ１０と同様に、撮影した画像に座標変換処理を施して広角歪を補正するが、これに限らず、第２の実施形態のデジタルカメラと同様に、撮像レンズの歪曲収差によって生じる負のディストーションを利用して広角歪を補正しても良い。

また、上述の第１〜第３の実施形態のデジタルカメラは、広角歪とディストーションの何れかを補正した画像をメモリカード２３などに記憶するが、これに限らず、広角歪が補正された画像（以下、広角歪補正画像）とディストーションが補正された画像（以下、ディストーション補正画像）とを、ともにメモリカード２３などに記憶しても良い。

例えば、前述の第１の実施形態のデジタルカメラのように、座標変換処理によって広角歪が補正される場合には、図１７に示すように、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データに対して、広角歪を補正する座標変換処理が施され、広角歪補正画像がメモリカード２３に記憶される。このとき、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データは消去されない。そこで、次に、未だＳＤＲＡＭ４２に記憶された画像データに対してディストーションを補正する座標変換処理が施され、ディストーション補正画像がメモリカード２３に記憶される。このとき、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データが消去されるようにする。

また例えば、前述の第２の実施形態のように、撮像レンズの歪曲収差による負のディストーションを利用して広角歪を補正する場合には、図１８に示すように、まず、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データを広角歪補正画像としてメモリカード２３に記憶する。このとき、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データは消去されない。そして、次にＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データに対してディストーションを補正する座標変換処理が施され、ディストーション補正画像がメモリカード２３に記憶される。このとき、ＳＤＲＡＭ４２に一時的に記憶された画像データが消去されるようにする。

このように、設定等に応じて広角歪補正画像とディストーション補正画像の何れか一方をメモリカード２３に記憶するのではなく、少なくとも撮影時には広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともに保存すると、撮影後に広角歪を補正した効果やディストーションを補正した効果を実際に見て、何れの補正を採用するか選択することができる。

なお、上述の例では第１，第２の実施形態のデジタルカメラにおいて、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶する例を挙げて説明したが、第３の実施形態のデジタルカメラのように、顔検出の結果に応じて広角歪を補正する必要性が判断される場合においても広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶しても良い。

例えば、撮影した画像に人物の顔が検出された場合には広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶し、撮影した画像に人物の顔が検出されない場合にはディストーション補正画像のみをメモリカードに記憶するようにすればよい。また例えば、撮影した画像の所定画角外に人物の顔が検出された場合には、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶し、撮影した画像に人物の顔が検出されない場合又は撮影した画像の所定画角内のみに人物の顔が検出された場合には、ディストーション補正画像のみをメモリカードに記憶するようすれば良い。

このように、顔検出の結果に応じて広角歪を補正するか否かが判断される場合においても、顔検出の結果に基づいて広角歪を補正する必要と判断されたときに、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶すると、撮影後に広角歪補正画像とディストーション補正画像とを比較し、何れの補正を採用するかを選択することができる。また、顔検出の結果に応じて広角歪補正が不要であると判断された場合には、ディストーション補正画像のみをメモリカードに記憶することで、不必要にメモリカードの容量を消費することが防がれる。

なお、上述の例のように、広角歪補正画像とディストーション補正画像とはともに、撮影した元の画像データ（以下、元画像データ）に対して座標変換処理を行うことで得られる補正画像である。したがって、元画像データに対して座標変換処理を行う順序、すなわち、広角歪補正画像とディストーション補正画像とを得る順序は、順不同であり、上述の例のように広角歪補正画像を先にメモリカード２３に記憶しても良いし、ディストーション補正画像を先にメモリカード２３に記憶しても良い。

また、前述のように、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶する場合には、画像の周辺部のみに広角歪補正がかかるような変換式を用いればこれらの画像の全体を記憶する必要はなく、一方の画像は通常通り全体を記憶し、他方の画像は全体を記憶した画像との差分データのみを記憶しても良い。

例えば、ディストーション補正画像は全体を完全にメモリカードに記憶し、広角歪補正画像は、ディストーション補正画像に対する差分データだけをメモリカードに記憶させる。そして、広角歪補正画像を表示パネル２４などに表示する際にはディストーション補正画像に、差分データ加え、広角歪補正画像として表示する。このように、ディストーション補正画像と広角歪補正画像の何れか一方を差分データのみの記憶とすれば、メモリカード２３などの記憶領域を節約することができる。このような差分データの算出は、歪補正部によって行われる。

また、前述のように、座標変換処理によって広角歪，ディストーションを補正し、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともに記憶する場合には、必ずしも元画像データに対して座標変換処理を行う必要はない。

例えば、図１９に示すように、元画像データに対してディストーションを補正する座標変換処理を施し、ディストーション補正画像をメモリカード２３に記憶する。このとき、ＳＤＲＡＭ４２上の元画像データは、ディストーションを補正されたディストーション補正画像データに上書きされる。そして、このディストーション補正画像データに対して、広角歪を補正する座標変換が施され、適切に広角歪が補正された広角歪補正画像をメモリカード２３に記憶される。

同様にして、先に広角歪補正画像をメモリカード２３に記憶する場合には、ＳＤＲＡＭ４２上の広角歪補正画像データに対してディストーションを補正する座標変換処理が施され、適切にディストーションが補正されたディストーション補正画像がメモリカード２３に記憶される。

このように、広角歪補正画像データにディストーションを補正する画像変換処理を施してディストーション補正画像を得るようにすることで、又は、ディストーション補正画像データに対して広角歪を補正する座標変換処理を施して広角歪補正画像を得るようにすることで、座標変換処理時に使用されるＳＤＲＡＭ４２の記憶領域を節減することができる。

なお、ディストーション補正画像データに対して広角歪を補正する座標変換を施す場合には、歪補正部は、歪データのうち、撮影した画像に生じるディストーションの程度と広角歪の程度を比較する。そして、歪補正部は、ディストーション補正画像データに対してさらに広角歪を補正するために必要な座標変換関数の係数を判断し、これを広角歪補正係数テーブル６１から選択又は推定し、これを用いて座標変換処理が行われる。広角歪補正画像データに対してディストーションを補正する座標変換処理を施す場合も同様である。

さらに、広角歪とディストーションの何れか一方が補正された画像に対して、他方の歪みを補正する座標変換処理を施す場合には、これらの座標変換処理を必ず撮影時に施す必要はない。例えば、歪補正部によって選択又は推定された座標変換処理に用いる係数をメモリカード２３に撮影した画像と関連付けて記憶しておき、表示パネル２４などに表示する際になど、撮影後に座標変換処理を施して、広角歪補正画像やディストーション補正画像を得ても良い。

また、上述のように、広角歪補正画像とディストーション補正画像をメモリカード２３に記憶するだけでなく、広角歪やディストーションが補正されていない画像をともにメモリカード２３に記憶しても良い。

また、広角歪補正画像、ディストーション補正画像、あるいは歪みを補正されていない画像など同じ被写体を撮影したいくつかの画像をメモリカード２３に記憶する場合、撮影時又は撮影後に表示パネル２４などに表示する際には、これらの差異を分かりやすく表示することが好ましい。通常のデジタルカメラでは、複数の画像を一度に表示する場合には、縮小画像、いわゆるサムネイルを並べるなどして表示するが、広角歪補正画像やディストーション補正画像は、縮小すると歪みやその補正の具合などを視認し難くなってしまう。

したがって、例えば、広角歪補正画像とディストーション補正画像とをともにメモリカードに記憶するデジタルカメラの場合、図２０に示すように、表示パネル２４の表示領域を上下に２分割し、広角歪補正画像３４１の上半分とディストーション補正画像３４２の上半分とを上下に並べて表示すると良い。

具体的には、広角歪補正画像３４１は、広角歪が補正された画像であり、例えば、人物の顔３４３ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは実際の形状と略同等の形状であるが、背景３４４にはディストーションが残る。一方、ディストーション補正画像３４２は、ディストーションが補正された画像であり、例えば、人物の顔３４３ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆには広角歪が残り、実際の形状と比較して歪んだ形状となっているのに対して、背景３４４のディストーションが正しく補正され、実際の形状と略同等の直線となっている。

このような広角歪補正画像３４１とディストーション補正画像３４２との差異は、広角歪及びディストーションの現れやすい画像の上部分を並べて表示パネル２４に表示することで明確に認識される。

このように、広角歪は画像の周縁部で目立ちやすく、ディストーションもまた画像の周縁部で目立ちやすいから、広角歪補正画像とディストーション補正画像とを比較する場合には、これらの画像の周縁部、例えば上（下）半分を並べて表示することでその差異を分かりやすく表示することができる。

同様に、広角歪補正画像とディストーション補正画像などを比較する場合に、これらの画像の右（左）半分を並べて表示しても良い。また、画像の半分を並べて表示することに限らず、広角歪やディストーションが顕著に現れる画像の周縁部を拡大し、上下（又は左右）に並べて表示するとさらに効果的に、歪み又は歪みの補正の具合が分かりやすく表示される。

また、このように広角歪補正画像とディストーション補正画像などを並べて表示する場合、デジタルカメラに備えられた表示パネル２４に表示することに限られず、デジタルカメラに接続されたテレビの画面やコンピュータのモニタなどにも同様に表示できることが好ましい。

さらに、上述のように広角歪補正画像とディストーション補正画像とを表示する場合、同時に、これらの画像を比較表示する画面を見ながら広角歪画像とディストーション補正画像の何れかを選択し、メモリカード２３から消去することが好ましい。このように、広角歪補正画像とディストーション補正画像とを比較しながら、必要な（不要な）画像を選択し、その場で選択的に不要な画像が消去されるようにすることで、ファイル名や縮小画像から選択して消去する場合と比較して、誤って必要な画像を消去するなどの誤操作を防止できる。また、改めて消去する画像を表示させ、選択する必要がなくなり、使用者の利便性が向上する。

なお、上述の第１〜第３の実施形態のデジタルカメラは、撮影と同時に広角歪やディストーションを補正するが、これに限らず、焦点距離データなどを画像とともに記憶しておき、撮影後に、メモリカード２３から画像を読み出す際に、広角歪やディストーションを補正しても良い。

また、上述の第１〜第３の実施形態のデジタルカメラは、選択した撮影モードや、その設定に応じて広角歪，ディストーションを補正するが、これに限らず、撮影する度に広角歪補正の要否，ディストーション補正の要否を選択できるようにしても良い。

また、上述の第１〜第３の実施形態のデジタルカメラでは、撮影と同時に（レリーズボタンの半押し操作にともなって）焦点距離データが取得されるが、撮影した画像に対応して撮影時の焦点距離が正しく得られれば良く、他のタイミングで焦点距離データを取得しても良い。例えば、撮影実行後（画像データ取得後）に焦点距離データを取得しても良い。

また、上述の第１〜第３の実施形態のデジタルカメラは、撮像素子としてＣＣＤを用いるが、被写体像をデジタルな画像データとして得られれば良く、例えば、ＣＭＯＳなど他の周知の構造の撮像素子を用いても良い。

また、上述の第１〜第３の実施形態では、デジタルカメラを例に説明するが、これに限らず、携帯電話器に付属のデジタルカメラ、ＰＤＡ、あるいはデジタルビデオカメラやテレビカメラなど、他の周知の撮像装置にも本発明を好適に用いることができる。

本発明のデジタルカメラの外観を示す斜視図である。本発明のデジタルカメラの背面の様子を示す背面図である。第１の実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。座標変換処理によって負のディストーションを生じさせた画像を得る様子を示す概念図である。ディストーションの様子を示す模式図である。広角歪が生じる様子を示す説明図である。第１の実施形態のデジタルカメラの作用を示すフローチャートである。広角歪とディストーションのいずれかを選択的に補正する場合の作用を示すフローチャートである。第２の実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。第２の実施形態のデジタルカメラの作用を示すフローチャートである。撮像レンズの特性に応じて広角歪を補正するか否かを判断する場合の作用を示すフローチャートである。第３の実施形態のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。第３の実施形態のデジタルカメラの作用を示すフローチャートである。顔検出の結果に応じて像の歪みを補正する様子を示す説明図である。検出された顔の位置で広角歪を補正するか否かを判断する場合の作用を示すフローチャートである。検出した顔の位置に応じて像の歪みを補正する様子を示す説明図である。ディストーション補正画像と座標変換処理によって得た広角歪補正画像とをともに記憶する場合の作用を示すフローチャートである。ディストーション補正画像とレンズの歪曲収差を利用して得た広角歪補正画像とをともに記憶する場合の作用を示すフローチャートである。ディストーション補正画像に座標変換処理を施して広角歪補正画像を得る場合の作用を示すフローチャートである。広角歪補正画像とディストーション補正画像との差異が明確になるように表示する様子を示す説明図である。

符号の説明

１０，２１０，３１０デジタルカメラ
１７，２１２撮像レンズ
２３メモリカード（記憶手段）
２４表示パネル（表示手段）
６０ディストーション補正係数テーブル
６１広角歪補正係数テーブル
６２，２１１歪補正部（歪補正手段）
６３ディストーション生成部
６４焦点距離評価部
６５，１１２歪評価部
３１１顔検出部（顔検出手段）
３４１広角歪補正画像
３４２ディストーション補正画像

Claims

撮像レンズによって集光した被写体からの光を撮像素子で光電変換し、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記被写体の画像を得る撮像装置において、
前記画像に写された人物の顔を検出する顔検出手段と、
前記撮像レンズの歪曲収差によって前記画像に生じたディストーションを補正する場合には、前記ディストーションとは符号が逆のディストーションを生じさせる画像変換処理を前記画像に施すとともに、前記画像に生じた広角歪を補正する場合には、前記広角歪の大きさに応じた負のディストーションを生じさせる画像変換処理を前記画像に施す歪補正手段とを備え、
前記顔検出手段によって前記画像内に人物の顔が検出された場合に、前記歪補正手段は前記広角歪を補正することを特徴とする撮像装置。
前記歪補正手段は、前記画像に生じたディストーションが負であり、前記ディストーションの大きさが広角歪を補正し得る量である場合には、前記撮像レンズの歪曲収差によって生じるディストーションで前記広角歪を補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記画像内で予め定められた画角の範囲の外側に前記顔検出手段によって人物の顔が検出された場合に、前記歪補正手段は前記広角歪を補正することを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
前記画像を記憶する記憶手段を備え、
前記歪補正手段は、前記広角歪を補正した広角歪補正画像をつくるとともに、前記ディストーションを補正したディストーション補正画像をつくり、前記広角歪補正画像と前記ディストーション補正画像とをともに前記記憶手段によって記憶することを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の撮像装置。
前記広角歪補正画像は、前記ディストーション補正画像に対して負のディストーションを生じさせる画像変換処理を施してつくられることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
前記画像を表示する表示手段を備え、
前記広角歪補正画像と前記ディストーション補正画像とはそれぞれ同様に２分割され、各々の対応する部分が前記表示手段に並べて表示されることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像装置。