JP5476863B2 - 撮像装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。

従来より、撮像素子としてＣＣＤを備える撮像装置（デジタルカメラや、ビデオカメラなど）では、受光部のフォトダイオードや、電荷転送部などの構造上、強い点光源が写り込むと、撮像画像に縦方向に延びる筋状のスミアと呼ばれる現象が現れることが知られている。

上記スミア発生の対策として、例えば、撮像エリアの上下（左右）に設けられたスミア検出部（オプティカルブラック領域）に検出されるスミア値を所定割合で減算（スミア減算）することで画像内に生じる筋状のスミアを低減するスミア減算手段を備えたデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この従来技術においては、スミアが少ないうちは良いが、スミアが多い場合、スミア減算のみで対応すべく、スミア減算を完全減算（１００％）してしまうと、減算部分は黒線になってしまうので、半減算程度（黒線が出ない程度）しかできない。このため、画像が黒浮きしたコントラストの低下した映像になってしまうという問題がある。

一方で、ガンマ補正テーブルの黒側の補正カーブを変化させることで画像全体に生じる黒浮きを低減する黒強調手段を備えたデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−３２４９７６号公報 特開２００６−９４０３１号公報

ところで、静止画撮影の場合には、フォトダイオードでの露光が完了した後、この露光により蓄積された電荷の転送中は、メカニカルシャッタ（以下、メカシャッタともいう）を閉じることで、転送期間（読出期間）における強い光源の影響を抑えることができる。しかしながら、動画撮影の場合には、１フレームの撮像毎にメカニカルシャッタを開閉すると動作音が発生してしまうので、メカニカルシャッタを利用しないのが普通である。このため、動画撮影の場合には、転送期間における強い光源の影響を抑えることができず、スミアがより多く発生する。

また、露光期間に対する転送期間の割合が長くなると、点光源による筋状のスミアの発生のみならず、より広い範囲の明るさがスミア発生に影響し、画像全体にわたりスミアが発生することで画像全体が黒浮きしたようになってしまうことも多くなる。

筋状のスミアとなるか画像全体の黒浮きとなるかは、露光期間に対する転送期間の割合の他、被写体の明るさや、光源の広がり、撮影条件などによって変わってくる。

また、静止画撮影の場合には、１枚毎に、各画像に適した画像補正を行うことができるので、スミアと黒浮きとの双方を最適化することは比較的容易である。しかしながら、動画撮影の場合、画像間の連続性を維持する必要があるために、画像１枚毎に補正内容を大きく変化させることができず、上述した従来技術によるスミア低減技術、あるいはガンマ補正技術では、上記スミアの低減と黒浮きの低減とを両立させることが難しいという問題があった。

そこで本発明は、動画撮影におけるスミアの低減と黒浮きの低減とを両立させることができる撮像装置、画像処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明による撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正手段と、前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減手段と、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正手段により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調手段と、動画撮影であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、好ましい態様として、前記階調補正手段は、静止画撮影に適した第１の階調補正情報と、動画撮影に適した第２の階調補正情報とを予め記憶し、前記第１の判断手段により動画撮影であると判断された場合には、前記第２の階調補正情報に基づいて前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正し、前記黒強調手段は、前記第１の判断手段により動画撮影であると判断され、かつ、前記第２の判断手段により被写体の明るさが所定値以上であると判断された場合には、前記第２の階調補正情報の低階調側の値がより黒くなるように変化させた階調補正情報を用いて、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを低減させる補正を前記階調補正手段に実行させるようにしてもよい。

また、好ましい態様として、前記撮像素子により静止画撮影を行う場合はメカニカルシャッタを利用し、前記撮像素子により動画撮影を行う場合はメカニカルシャッタを利用しないように制御する撮影制御手段と、露光期間に対する非露光期間の割合が所定値以上であるか否かを判断する第３の判断手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第１の判断手段により動画撮影であると判断され、かつ、前記第２の判断手段により被写体の明るさが所定値以上であると判断され、かつ、前記第３の判断手段により露光期間に対する非露光期間の割合が所定値以上であると判断された場合に、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理の両方を行うように制御するようにしてもよい。

上記目的達成のため、本発明による画像処理方法は、撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正処理と、前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減処理と、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正処理により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調処理と、動画撮影であるか否かを判断する判断処理と、前記判断処理により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに、被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減処理による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調処理による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御処理と、を含むことを特徴とする。

上記目的達成のため、本発明によるプログラムは、撮像素子を有する撮像装置のコンピュータを、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正手段、前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減手段、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正手段により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調手段、動画撮影であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに、被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御手段として機能させることを特徴とする。

この発明によれば、前記被写体の明るさが所定値以上、撮像画像内に生じる筋状のスミア量が所定値以上、露光期間が所定値以下、シャッタスピードが所定値以上、またはフィールド内の非露光期間の割合が所定値以上のいずれかが条件を満たす場合に、撮像素子により撮像された撮像画像に対して黒浮き低減処理を行うようにしたので、動画撮影におけるスミアの低減と黒浮きの低減とを両立させることができるという利点が得られる。

本第１実施形態によるデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。 読み出しタイミングとシャッタスピードとの関係を示す概念図である。 静止画撮影時における、明るさによる黒浮き発生状況の違いを示す概念図である。 動画撮影時における、明るさによる黒浮き発生状況の違いを示す概念図である。 標準ガンマ補正カーブと黒浮き低減用ガンマ補正カーブとの一例を説明するための概念図である。 本第１実施形態によるデジタルカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。 本第２実施形態による、スミア量に応じて黒浮き処理を行う際のスミア量検出を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
Ａ．第１実施形態
Ａ−１．第１実施形態の構成
図１は、本第１実施形態によるデジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。
デジタルカメラ１は、撮影レンズ２、レンズ駆動ブロック３、絞り兼用シャッタ４、ＣＣＤ５、ＴＧ（timing
generator）６、ユニット回路７、スミア除去処理部８、ガンマ記憶部９Ａ、ガンマ設定部９Ｂ、ガンマ補正処理部９Ｃ、ＣＰＵ１１、ＤＲＡＭ１２、メモリ１３、フラッシュメモリ１４、画像表示部１５、キー入力部１６、ストロボ駆動部１７、ストロボ発光部１８、カードＩ／Ｆ１９を備えており、カードＩ／Ｆ１９には、図示しないデジタルカメラ１本体のカードスロットに着脱自在に装着されたメモリ・カード２０が接続されている。

撮影レンズ２は、図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズを含み、レンズ駆動ブロック３が接続されている。このレンズ駆動ブロック３は、図示しないフォーカスレンズ、ズームレンズをそれぞれ光軸方向に駆動させるモータと、ＣＰＵ１１からの制御信号にしたがってフォーカスモータ、ズームモータをそれぞれ光軸方向に駆動させるフォーカスモータドライバ、ズームモータドライバから構成されている。

絞り４は、図示しない駆動回路を含み、駆動回路はＣＰＵ１１から送られてくる制御信号にしたがって絞りを動作させる。この絞り４は、撮影レンズ２から入ってくる光の量を制御する。また、本第１実施形態によるデジタルカメラは、図示しない電子シャッタ機構を備えており、電子シャッタ機構により、ＣＣＤ５に光を当てる時間を制御する。露出は、この絞りとシャッタ速度とによって定めることができる。

ＣＣＤ５（撮像素子）は、撮影レンズ２、絞りシャッタ４、ならびに電子シャッタ機構を介して投影された被写体の光を電気信号に変換し、撮像信号としてユニット回路７に出力する。また、ＣＣＤ５は、ＴＧ６によって生成された所定周波数のタイミング信号にしたがって駆動される。このＣＣＤ５は、インターライン形ＣＣＤなので、ＣＣＤ５の画素の画素信号が１ラインずつＣＣＤ５の下側のラインから上側のラインへと読み出されることになる。

ユニット回路７は、ＣＣＤ５から出力される撮像信号を相関二重サンプリングして保持するＣＤＳ（Correlated
Double Sampling）回路、そのサンプリング後の撮像信号の自動利得調整を行うＡＧＣ（Automatic
Gain Control）回路、その自動利得調整後のアナログの撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器から構成されており、ＣＣＤ５の撮像信号は、ユニット回路７を経てデジタル信号としてスミア除去処理部８に送られる。なお、ユニット回路７にＴＧ６が接続されている。

スミア除去処理部８は、ユニット回路７から送られてきた画像データ（デジタル信号）から、どのくらいの強度でスミアを除去するか否かを評価し、該評価した強度に応じたスミアの除去を行ってガンマ補正処理部９Ｃに出力する。なお、スミア除去処理部８にＴＧ６が接続されている。

ガンマ記憶部９Ａは、少なくとも、スミアが発生していない（あるいは所定の閾値以下のスミア量）通常時に利用する標準ガンマ補正カーブと、スミア発生により画像全体に黒浮きが広がっている場合に利用する黒浮き低減用のガンマ補正カーブとを記憶している。また、この標準ガンマ補正カーブは、静止画用の標準ガンマ補正カーブと動画用の標準ガンマ補正カーブとに分かれて記憶されており、静止画撮影時には、静止画用の標準ガンマ補正カーブを補正することで黒浮き低減用のガンマ補正カーブが設定され、動画撮影時には、動画用の標準ガンマ補正カーブを補正することで黒浮き低減用のガンマ補正カーブが設定される。なお、以下の説明では、動画撮影時に利用するガンマ補正カーブをムービーガンマ補正カーブと称する場合もあり、このムービーガンマ補正カーブの具体例については後述する。

ガンマ設定部９Ｂは、ガンマ記憶部９から標準ガンマ補正カーブ（階調補正情報）を読み出し、ユニット回路７から送られてきた画像データ（デジタル信号）のＬＶ値（明るさを示す指標）に応じて、この読み出された標準ガンマ補正カーブ（階調補正情報）を読み出し、後述するような補正を施して、黒浮き低減用のガンマ補正カーブとして設定する。

ガンマ補正処理部９Ｃは、この設定された黒浮き低減用のガンマ補正カーブを用いて、スミア除去処理部８からのスミア除去された画像データに対してガンマ補正処理を行うことにより、撮影された画像に対して標準的なガンマ補正処理を行うと同時に黒浮きを補正する。

ＣＰＵ１１は、ユニット回路７から送られてきた画像データの画像処理（画素補間処理、γ補正、輝度色差信号の生成、ホワイトバランス処理、露出補正処理等）、画像データの圧縮・伸張（例えば、ＪＰＥＧ形式やＭ−ＪＰＥＧ形式又はＭＰＥＧ形式の圧縮・伸張）の処理、及び、スミア除去処理部８に必要な情報（水平ＯＢアドレス情報、垂直ＯＢアドレス情報など）の出力などを行う機能を有するとともに、デジタルカメラ１の各部を制御するワンチップマイコンである。

ＤＲＡＭ１２は、ＣＣＤ５によって撮像された後、ＣＰＵ１１に送られてきた画像データを一時記憶するバッファメモリとして使用されるとともに、ＣＰＵ１１のワーキングメモリとして使用される。メモリ１３は、ＣＰＵ１１によるデジタルカメラ１の各部の制御に必要なプログラム、及び各部の制御に必要なデータが記録されており、ＣＰＵ１１は、このプログラムにしたがって処理を行う。フラッシュメモリ１４やメモリ・カード２０は、ＣＣＤ５によって撮像された画像データなどを保存しておく記録媒体である。

画像表示部１５は、カラーＬＣＤとその駆動回路を含み、撮影待機状態にあるときには、ＣＣＤ５によって撮像された被写体をスルー画像として表示し、記録画像の再生時には、保存用フラッシュメモリ１４やメモリ・カード２０から読み出され、伸張された記録画像を表示させる。キー入力部１６は、シャッタボタン、モードキー、ＳＥＴキー、十字キー等の複数の操作キーを含み、ユーザのキー操作に応じた操作信号をＣＰＵ１１に出力する。

ストロボ駆動部１７は、ＣＰＵ１１の制御信号にしたがって、ストロボ発光部１８を閃光駆動させ、ストロボ発光部１８はストロボを閃光させる。ＣＰＵ１１は、図示しない測光回路によって撮影シーンが暗いか否かを判断し、撮影シーンが暗いと判断し、且つ、撮影を行うと判断した場合（シャッタボタン押下時）には、ストロボ駆動部１７に制御信号を送る。

次に、明るさとスミア発生との関係について説明する。
デジタルカメラにおいて、絞り、感度が一定の場合、明るさを示すＬＶ値が大きくなるほどシャッタスピードは速くなる。例えば、Ｆ７．０、ＩＳＯ６４のとき、
１４ＬＶ⇒シャッタスピードは１／２００ｓ、
１５ＬＶ⇒シャッタスピードは１／４００ｓとなる。

動画撮影では、メカニカルシャッタが使用できないことと、ＣＣＤの特性でシャッタスピードが速くなるほどスミアが増えてしまう。つまり、シャッタスピードと読み出しタイミングとの比でスミアの実効率が変わってくる。スミアの実効率は、
スミアの実効率＝スミアの仕様効率×シャッタスピード／読み出しタイミング
で表される。

例えば、図２に示すように、読み出しタイミングが１フィールド１／３０ｓで、シャッタスピードが１／３００ｓのとき、スミアの実効率は、仕様効率の１／１０倍になってしまう。つまり、
１４ＬＶ⇒１／２００÷１／３０＝０．１５、
１５ＬＶ⇒１／４００÷１／３０＝０．０７５となる。
したがって、明るい環境下の方がスミアが発生しやすくなる。

上述したように、明るい環境下においては、強い点光源によるスミアが発生しやすいことが分かった。このようなスミアを除去するスミア除去処理では、従来技術でも説明したように、スミアが多い場合であっても、半減算程度（黒線が出ない程度）しかできないため、撮像画像が黒浮きしたコントラストの低下した映像になってしまう。

次に、黒浮き発生について説明する。デジタルカメラにおいて、静止画、または動画を撮影する際、強い点光源がない場合でも、つまり筋状のスミアが発生しない環境下でも、比較的明るい背景などが写り込む場合などには、撮像画像の暗い部分が白っぽい画像、すなわち、黒浮きした画像になることがある。この黒浮きは、ＣＣＤに入射光を取り込む露光期間が短いほど発生しやすくなる。

図３（ａ）、（ｂ）は、静止画撮影時における、明るさによる黒浮き発生状況の違いを示す概念図である。静止画の場合、図３（ａ）に示す被写体が明るい場合（ＣＣＤ入射光量が大の場合）と、図３（ｂ）に示す被写体が暗い場合（ＣＣＤ入射光量が小の場合）とを比べると、絞りなどを調整してＣＣＤの入射光量が最適になるようにしているので、被写体が明るい場合の露光期間が被写体が暗い場合の露光期間より短くなる。いずれの場合も、ＣＣＤからの読出期間は一定であり、読出期間中、メカニカルシャッタを閉じることができるので、露光期間とＣＣＤへの入射期間とは同じである。静止画撮影では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、露光期間が短いほど（シャッタスピードが速いほど）、被写体が明るいことを意味するので、スミア発生、あるいは黒浮きしやすい環境下であると言える。

図４（ａ）、（ｂ）は、動画撮影時における、明るさによるスミア発生及び黒浮き発生状況の違いを示す概念図である。動画の場合、メカニカルシャッタを用いない。このため、図４（ａ）に示す被写体が明るい場合（ＣＣＤ入射光量が大の場合）と、図４（ｂ）に示す被写体が暗い場合（ＣＣＤ入射光量が小の場合）とを比べると、絞りなどを調整してＣＣＤの入射光量が最適になるようにしているので、被写体が明るい場合の露光期間が被写体が暗い場合の露光期間より短くなる。動画撮影では、いずれの場合も、ＣＣＤからの読出期間は一定であり、メカニカルシャッタを用いないので、ＣＣＤへの入射期間は、露光期間と読出期間（一定）とを合わせた期間となる。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、露光期間が短いほど（シャッタスピードが速いほど）、被写体が明るいことを意味するので、スミア発生、あるいは黒浮きしやすい環境下であると言える

そこで、本第１実施形態では、明るさが所定の閾値（例えば、１５ＬＶ）以上となった場合、図５に示すように、動画用の標準ガンマ補正カーブ（実線）の一部分（黒側）だけをシフトして補正し、破線で示される黒浮き低減用ガンマ補正カーブに変更することで、強い光源の写り込みに起因する黒浮きを補正する。本第１実施形態では、１つの閾値で切り分けているが、複数の閾値を設定し、多段階で黒浮き低減用ガンマ補正カーブを変更するようにしてもよい。なお、図５において、破線部分が矢印方向にシフトするほど、黒浮き低減処理の強度が増すことになる。

Ａ−２．第１実施形態の動作
次に、上述した第１実施形態の動作について説明する。
図６は、本第１実施形態によるデジタルカメラ１の動作を説明するためのフローチャートである。まず、動画撮影か否かを判断し（ステップＳ１０）、動画撮影でない場合（静止画撮影）には、メカシャッタを有効化し（ステップＳ１２）、通常のガンマ設定部９Ｂによりガンマ記憶部９Ａから静止画用のガンマ補正カーブを読み出して設定し（ステップＳ１４）、明るさ（全体の平均値、所定箇所の明るさの平均値など）を計測し（ステップＳ１６）、絞りや、シャッタスピードなどの露出条件を設定する（ステップＳ１８）。次に、静止画を撮影し（ステップＳ２０）、もや除去処理を含む画像処理を施し（ステップＳ２２）、画像処理後の静止画を記録する（ステップＳ２４）。

一方、動画撮影の場合には、メカシャッタを無効化し（ステップＳ２６）、絞りを固定値に設定し（ステップＳ２８）、明るさ（全体の平均値、所定箇所の明るさの平均値など）を計測し（ステップＳ３０）、明るさに応じたシャッタスピードを設定し（ステップＳ３２）、動画フレームを撮影する（ステップＳ３４）。次に、スミア除去処理部８によりスミアが発生しているか否かを判断し（ステップＳ３６）、スミアが発生している場合には、スミア除去処理を施す（ステップＳ３８）。一方、スミアが発生していない場合には、スミア除去処理を行うことなく、ステップＳ４０に進む。

次に、明るさが所定値（例えば、ＬＶ１５）以上であるか否かを判断し（ステップＳ４０）、明るさが所定値以上でない場合には、ガンマ設定部９Ｂによりガンマ記憶部９Ａから通常の標準ガンマ補正カーブ（図５の実線）を読み出して設定し（ステップＳ４４）、ガンマ補正処理部９Ｃにより、設定した通常の標準ガンマ補正カーブに基づいてガンマ補正処理を施し（ステップＳ４６）、圧縮して動画ファイルに追加記録し（ステップＳ４８）、動画撮影が終了したか否かを判断する（ステップＳ５０）。そして、動画撮影が終了していない場合には、ステップＳ３０に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、動画撮影が終了した場合には、当該処理を終了する。

一方、明るさが所定値（例えば、ＬＶ１５）以上である場合には、ガンマ設定部８により、ガンマ記憶部９Ａから通常の標準ガンマ補正カーブを読み出し、黒側をシフトした補正を施して、黒浮き低減用ガンマ補正カーブ（図５の破線）として設定し（ステップＳ２２）、ガンマ補正処理部９Ｃにより、設定した黒浮き低減用ガンマ補正カーブに基づいて黒浮き低減処理を施し（ステップＳ４６）、圧縮して動画ファイルに追加記録し（ステップＳ４８）、動画撮影が終了したか否かを判断する（ステップＳ５０）。そして、動画撮影が終了していない場合には、ステップＳ３０に戻り、上述した処理を繰り返す。一方、動画撮影が終了した場合には、当該処理を終了する。

つまり、標準ガンマ補正カーブを用いてガンマ補正処理を行った場合には、通常のガンマ補正のみが行われ、黒浮き低減用ガンマ補正カーブを用いてガンマ補正処理を行った場合には、通常のガンマ補正と同時に黒浮き低減処理が行われることになる。

上述した第１実施形態によれば、明るさが所定値以上となり、スミアや、黒浮きが発しやすい環境下での撮影であっても、黒浮き低減用ガンマ補正カーブを用いて黒浮きを補正することで、黒浮きによるコントラストの低下を低減することができる。

Ｂ．変形例
次に、第１実施形態の変形例について説明する。
なお、デジタルカメラ１の構成は、図１と同様であるので説明を省略する。上述した第１実施形態では、明るさに応じて、標準ガンマ補正カーブを補正した黒浮き低減用のガンマ補正カーブを用いたが、本変形例では、スミアが一定量を超えると、ガンマ補正カーブを補正して、黒浮き低減用ガンマ補正カーブとして設定することを特徴とする。

ＣＣＤ５は、図７に示すように、被写体情報を得るための有効画素領域５−１と、垂直方向の黒基準を決めるための垂直オプティカルブラック（垂直ＯＢ）領域５−２から構成されている。なお、実際には、有効画素領域５−１の上側に、更に、もう１つの垂直オプティカルブラック（垂直ＯＢ）領域、有効画素領域５−１の左右に、水平方向の黒基準を決めるための水平オプティカルブラック（水平ＯＢ）領域を設けるが、ここでは、説明を簡単にするために垂直オプティカルブラック（垂直ＯＢ）領域５−２についてのみ説明する。

このオプティカルブラック領域５−２は、ＣＣＤ５（の上下左右）に遮光膜をつけることによって形成される。つまり、オプティカルブラック領域５−２では、真っ黒な画像に対応する画像信号が得られる。なお、５−３は、高輝度の光源であり、５−４は、発生したスミアである。

図７に示すように、ＣＣＤ５により、例えば、太陽や、自動車のヘッドライトなどの高輝度の光源５−３が撮像されると、スミア５−４と呼ばれる白い縦線が発生してしまう。また、垂直オプティカルブラック領域５−２のある１ラインの画素データは、基本的には黒い被写体を撮像したときの画素データであるが、スミア５−４が発生すると、発生した部分の画素の画素データだけ、スミア信号５−５が付加された信号となる。

このＣＣＤ５は、インターライン形ＣＣＤなので、ＣＣＤ５の画素の画素信号が１ラインずつＣＣＤ５の下側のラインから上側のラインへと読み出されることになる。つまり、垂直オプティカルブラック領域５−２の画素信号が最初に読み出され、順次、下側のラインから上側のラインへと読み出され、最後に最上段の画素信号が読み出されることとなる。

そこで、本第１実施形態の変形例では、図７に示す垂直オプティカルブラック（垂直ＯＢ）領域５−２のスミア検出部５−５の画素データ値からスミア量を検出し、スミア量が所定値以上でない場合には、ガンマ設定部９Ｂによりガンマ記憶部９Ａから通常の標準ガンマ補正カーブ（図５の実線）を読み出して設定し、ガンマ補正処理部９Ｃにより、設定した通常の標準ガンマ補正カーブに基づいてガンマ補正処理を施す。

一方、スミア量が所定値以上である場合には、ガンマ設定部９Ｂにより、ガンマ記憶部９Ａから通常の標準ガンマ補正カーブを読み出し、黒側をシフトした補正を施して、黒浮き低減用ガンマ補正カーブ（図５の破線）として設定し、ガンマ補正処理部９Ｃにより、設定した黒浮き低減用ガンマ補正カーブに基づいて、黒浮き低減処理を施す。

上述した第１実施形態の変形例によれば、スミア量が所定値以上となった場合に、黒浮き低減用ガンマ補正カーブに変更して黒浮きを補正することで、黒浮きによるコントラストの低下を低減することができる。

なお、上述した第１実施形態、または変形例では、明るさ、またはスミア量に応じて黒浮き低減処理を行うようにしたが、これ限らず、露光期間が所定値以下、シャッタスピードが所定値以上、またはフィールド内の非露光期間の割合が所定値以上のいずれかの条件が満たされた場合に、黒浮き低減処理を行うようにしてもよい。

また、明るさ、露光期間の逆数、シャッタスピード、フィールド内の非露光期間の割合、または撮像画像内に生じる筋状のスミア量のうち、いずれかの値が大きくなる程、黒浮き低減の強度を増すように、黒浮き低減用ガンマ補正カーブの特性を変えるようにしてもよい。

また、デジタルカメラには、ユーザのキー入力部１６からの操作により、撮像画像のコントラスト補正強度（あるいは露出）を指定できるものがあるが、このような場合、上記ユーザ操作により指定されたコントラスト補正強度に応じて、ガンマ記憶部９Ａに記憶されている標準ガンマ補正カーブを変化させ、ガンマ補正処理部９Ｃにより、変化した標準ガンマ補正カーブの低階調側の値を変化させることで、撮像画像全体に生じる黒浮きを低減するようにしてもよい。

また、ユーザのキー入力部１６からの操作により、メニュー設定などを介して、黒浮きの低減処理の有無、またはその強度を変更可能としてもよい。

１ デジタルカメラ
２ 撮影レンズ
３ レンズ駆動ブロック
４ 絞り兼用シャッタ
５ ＣＣＤ
６ ＴＧ
７ ユニット回路
８ スミア除去処理部
９Ａ ガンマ記憶部
９Ｂ ガンマ設定部
９Ｃ ガンマ補正処理部
１１ ＣＰＵ
１２ ＤＲＡＭ
１３ メモリ
１４ フラッシュメモリ
１５ 画像表示部
１６ キー入力部
１７ ストロボ駆動部
１８ ストロボ発光部
１９ カードＩ／Ｆ
２０ メモリ・カード

Claims (5)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正手段と、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減手段と、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正手段により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調手段と、
   動画撮影であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記階調補正手段は、静止画撮影に適した第１の階調補正情報と、動画撮影に適した第２の階調補正情報とを予め記憶し、前記判断手段により動画撮影であると判断された場合には、前記第２の階調補正情報に基づいて前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正し、
   前記黒強調手段は、前記判断手段により動画撮影であると判断され、かつ、被写体の明るさが所定値以上であると判断された場合には、前記第２の階調補正情報の低階調側の値がより黒くなるように変化させた階調補正情報を用いて、前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを低減させる補正を前記階調補正手段に実行させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子により静止画撮影を行う場合はメカニカルシャッタを利用し、前記撮像素子により動画撮影を行う場合はメカニカルシャッタを利用しないように制御する撮影制御手段と、
   を更に備え、
   前記制御手段は、前記判断手段により動画撮影であると判断され、かつ、被写体の明るさが所定値以上であると判断され、かつ、露光期間に対する非露光期間の割合が所定値以上であると判断された場合に、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理の両方を行うように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正処理と、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減処理と、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正処理により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調処理と、
   動画撮影であるか否かを判断する判断処理と、
   前記判断処理により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに、被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減処理による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調処理による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御処理と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
5. 撮像素子を有する撮像装置のコンピュータを、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像全体の階調を補正する階調補正手段、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像内に局所的に生じるスミアの位置を検出し、この検出位置に基づいて局所的にスミアを低減するスミア低減手段、
   前記撮像素子により撮像された撮像画像全体に生じる黒浮きを、前記階調補正手段により低階調側をより黒く補正させることにより低減する黒強調手段、
   動画撮影であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により動画撮影であると判断された場合に、前記スミア低減手段によるスミアの発生状況に応じた局所的なスミア低減の処理を行わせるとともに、被写体の明るさが所定値以上であるか否かを判断し、被写体の明るさが所定値以上であると判断した場合に、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理を行わせて、前記スミア低減手段による局所的なスミア低減の処理と、前記黒強調手段による全体的な黒浮き低減の処理とを行う割合を変化させる制御を行う制御手段
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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