JP6063092B2 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラムに係り、特にマルチエリアホワイトバランス処理技術に関する。
マルチエリアホワイトバランス処理(以下、「マルチエリアWB処理」と称する)とは、1枚の画像を構成する画素毎或いはエリア毎に、異なるホワイトバランスゲイン(以下、「WBゲイン」と称する)を適用するホワイトバランス処理(以下、「WB処理」と称する)である。マルチエリアWB処理によれば、複数の光源からの光が画素毎(エリア毎)に異なる比率で被写体に照射されている画像であっても、各画素(各エリア)の色相(カラーバランス)を適正に補正することができる。
例えばフラッシュを発光させて人物夜景シーンを撮影した場合、人物はフラッシュ光(例えば青色波長を多く含む光)の影響を受けて撮像されるが、撮影画像中の背景(夜景)はフラッシュ光の影響を実質的に受けずにナトリウムランプ(赤色波長を多く含む光)などの他の環境光の影響を受けて撮像される。この場合、WB処理によって人物画像の色相(カラーバランス)を良好にするにはフラッシュ光の影響をキャンセルするWBゲインを人物画像に適用することが求められる一方で、背景の色相(カラーバランス)を良好にするには他の環境光の影響をキャンセルするWBゲインを背景画像に適用することが求められる。したがって画像を構成する全画素に関して共通のWBゲインを適用する場合には、人物の色相(カラーバランス)と背景の色相(カラーバランス)とを両立することが難しい。
しかしながらマルチエリアWB処理によれば、1つの画像に含まれる人物部分に適用するWBゲインと背景部分に適用するWBゲインとを変えられる。したがって、例えばフラッシュ光の影響量に応じて、適用するWBゲインを画素毎に最適化することで、人物の色相(カラーバランス)と背景の色相(カラーバランス)とを両立することができる。
特許文献1は、被写体領域から得られる色情報を用いて算出されるホワイトバランス制御値のばらつきを抑制することが可能なホワイトバランス制御装置を開示する。このホワイトバランス制御装置は、画像から被写体領域を検出し、画像を複数の領域に分割し、被写体領域と重複している領域の各々について領域の代表色を表す色情報を算出すると共に重みを決定する。そしてホワイトバランス制御装置は、色情報の各々に、被写体領域と重複している領域について決定された重みを適用して積算し、色情報の積算結果と予め定められた目標色の情報とから、代表色が目標色となるようなホワイトバランス制御値を算出する。
また画像のホワイトバランス調整を画像データ保存後に実施可能とするために、画像データと共にWBゲインが保存される場合がある。
例えば特許文献2に記載の撮像装置は、現像処理に必要となる付帯情報と共に本画像のRAW画像データを記憶媒体に記憶しておき、RAW画像データの現像処理の際にオートホワイトバランス調整を行うことを可能にしている。
また特許文献3に記載の画像処理装置は、第1光源についての第1ホワイトバランス係数値をRAW画像データに適用して中間RAW画像データを生成し、第1光源以外の光源についての第2ホワイトバランス係数値を特定可能な情報をホワイトバランス情報として中間RAW画像データと関連付けて記憶することで、ホワイトバランスの再調整を可能にしている。
また特許文献4に記載の撮像装置は、RAW画像に、撮像時に適用される第1色再現パラメータでの色再現処理を施して現像画像を生成し、第1色再現パラメータに関するデータと、第1色再現パラメータとは異なる光源下での被写体の色再現に相応する第2色再現パラメータに関するデータとを、それぞれ現像画像のデータに対応付けて画像ファイルを生成する。これにより、第1色再現パラメータ及び第2色再現パラメータを、現像画像のレタッチを行う場合に使用することができる。例えば第1色再現パラメータによって、現像画像を色再現処理前の状態に復元する処理(逆色再現処理)が可能になり、また第2色再現パラメータによって、第1色再現パラメータによる逆色再現処理後の画像に色再現処理を施すことが可能になる。
特開2012−165077号公報 特開2009−4895号公報 特開2008−109505号公報 特開2011−71708号公報
上述のように、RAW画像データを事後的に現像する場合、撮影時のホワイトバランス設定に応じた色相(カラーバランス)を現像画像で再現するためには、撮影時のホワイトバランス設定に応じたWBゲインをRAW画像データと共に保持する必要がある。
したがって、全画素に共通のWBゲインを適用する通常のWB処理をR(赤)データ、G(緑)データ及びB(青)データの各々に関して行う場合には、撮影時のホワイトバランス設定に応じた「3色(RGB)×1種類のWBゲイン=3種類のWBゲインデータ」をRAW画像データと共に記憶しておく必要がある。一方、マルチエリアWB処理では、画素毎にWBゲインが異なり、画素毎にWBゲインを保持する必要がある。したがってRGBデータの各々に関してWBゲインを適用する場合には、撮影時のホワイトバランス設定に応じた「3色(RGB)×画素数分のWBゲイン」をRAW画像データと共に記憶することが求められる。例えば16メガピクセル(16M=4609ピクセル×3456ピクセル)の画像を撮影する場合、マルチエリアWB処理では、約16,000,000画素分(正確には15,928,704画素分)のWBゲインを保持する必要がある。したがってマルチエリアWB処理において、1画素当たり3色分(RGBデータ分)のWBゲインが必要だとすると従来比で約16,000,000倍(厳密には15,928,704倍)のWBゲインデータ量になる。また1画素当たり1色分のWBゲインが必要だとしても、従来比で約5,333,333倍(厳密には5,309,568倍)のWBゲインデータ量となる。
このように撮影時のホワイトバランス設定に応じたWBゲインをRAW画像データ等の画像データと共に保持する技術をマルチエリアWB処理に対して応用すると、WBゲインデータのために膨大な記憶領域を確保する必要があり、記憶容量が圧迫される。その一方で、RAW画像データ等の画像データのホワイトバランスを、マルチエリアWB処理技術によって事後的に調整したいとの要望もある。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、必要とされる記憶容量を抑えつつ、適切なマルチエリアホワイトバランス処理が施された画像データを事後的に得ることを可能にする技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得するゲイン取得部と、ホワイトバランスベース値を定めて、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得する比率取得部と、原画像データの画素毎に、画素値にホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する処理画像取得部と、を備える画像処理装置に関する。
本態様によれば、処理画像データの画素値にホワイトバランスベース値を乗算することで、原画像データの画素値にホワイトバランスゲインを適用した画像データを得ることができる。また特に、本態様によれば「画素毎に定められるWBゲイン」を個別的に保持する必要がないため、必要とされる記憶容量を抑えつつ、画素毎に異なるWBゲインを適用するマルチエリアWB処理を事後的に精度良く行うことが可能になる。
なおホワイトバランスベース値は、任意の値とすることができ、例えば予め定められた値であってもよいし、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに応じて決められる値であってもよい。例えば、原画像データの画素値との差が小さい画素値を有する処理画像データを取得する観点からは、ホワイトバランス比率を「1」に近くすること、ホワイトバランス比率が「1」になる画素領域を大きくすること、又はホワイトバランス比率が「1」以外になる画素領域と比べてホワイトバランス比率が「1」になる画素領域を最も大きくすることが好ましい。したがって、原画像データの画素毎に取得されるホワイトバランスゲインに基づいてホワイトバランスベース値が決められてもよく、原画像データの画素毎に割り当てられるホワイトバランスゲインの平均値又は中央値等に基づいてホワイトバランスベース値が決められてもよい。
望ましくは、画像処理装置は、原画像データの光源種を判定する光源種判定部を更に備え、ゲイン取得部は、光源種判定部によって判定される原画像データの光源種に基づいて、原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得する。
本態様によれば、原画像データの光源種に基づいて、原画像データの画素毎のホワイトバランスゲインを精度良く取得することができる。
望ましくは、画像処理装置は、第1の光源種の影響を示す第1の画像データと、第2の光源種の影響を示す第2の画像データとを取得する光源種データ取得部と、を更に備え、ゲイン取得部は、光源種判定部によって判定される原画像データの光源種が第1の光源種及び第2の光源種を含む場合、第1の画像データ及び第2の画像データに基づいて、原画像データの画素毎のホワイトバランスゲインを取得する。
本態様によれば、原画像データの画素毎のホワイトバランスゲインを、第1の光源種及び第2の光源種に基づいて精度良く取得することができる。
望ましくは、画像処理装置は、フラッシュを発光して撮影されたフラッシュ発光画像データとフラッシュを発光せずに撮影されたフラッシュ非発光画像データとを取得するフラッシュ画像取得部を更に備え、光源種データ取得部は、第1の光源種を環境光として、フラッシュ非発光画像データに基づいて第1の画像データを取得し、第2の光源種をフラッシュ光として、フラッシュ発光画像データに基づいて第2の画像データを取得する。
本態様によれば、フラッシュ光及び環境光の影響を考慮したホワイトバランスゲインを精度良く取得することができる。
望ましくは、光源種データ取得部は、光源種判定部によって判定される原画像データの環境光を光源種として定められる環境光用ホワイトバランスゲインを取得する環境光ゲイン取得部と、フラッシュ光を光源種として定められるフラッシュ光用ホワイトバランスゲインを取得するフラッシュ光ゲイン取得部と、フラッシュ非発光画像データの画素毎の第1の輝度値を第1の画像データとして取得し、フラッシュ発光画像データの画素毎の第2の輝度値を第2の画像データとして取得し、第1の輝度値及び第2の輝度値から画素毎のフラッシュ影響度を取得するフラッシュ影響度取得部と、を有し、ゲイン取得部は、環境光用ホワイトバランスゲイン及びフラッシュ光用ホワイトバランスゲインからフラッシュ影響度に基づいて、原画像データの画素毎のホワイトバランスゲインを取得する。
本態様によれば、フラッシュ発光画像データ及びフラッシュ非発光画像データの輝度値から求められるフラッシュ影響度に基づいて、原画像データの画素毎のホワイトバランスゲインを精度良く取得することができる。
望ましくは、比率取得部は、光源種判定部によって判定される原画像データの光源種に含まれる1つの光源種に基づいて、ホワイトバランスベース値を定める。
望ましくは、比率取得部は、ホワイトバランスベース値を、光源種判定部によって判定される原画像データの環境光に基づいて定める。
これらの態様によれば、原画像データの光源種に含まれる1つの光源種(環境光等)に基づいて、簡便にホワイトバランスベース値を定めることができる。
望ましくは、画像処理装置は、処理画像データ及びホワイトバランスベース値を記憶媒体に記憶するデータ記録部を更に備える。
本態様によれば、処理画像データのホワイトバランス処理を行う際に、記憶媒体に記憶されたホワイトバランスベース値を活用することができる。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、処理画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置に関する。
本態様によれば、画素毎にホワイトバランスゲインが適用されたホワイトバランス調整画像データを精度良く取得することができる。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得する設定モード取得部と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、ホワイトバランスベース値を推定するベース値取得部と、処理画像データの画素毎に、ベース値取得部によって推定されたホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置に関する。
本態様によれば、画素毎にホワイトバランスゲインが適用されたホワイトバランス調整画像データを精度良く取得することができる。
ホワイトバランス設定モードの情報に基づいてホワイトバランスベース値を推定する手法は特に限定されず、ベース値取得部は、例えば処理画像データの色分布や輝度分布等の画像特性を解析し、その解析結果に基づいてホワイトバランスベース値を推定してもよい。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得する設定モード取得部と、処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得する処理モード取得部と、ホワイトバランス設定モードの情報及びホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、ホワイトバランス設定モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得し、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、ホワイトバランス処理モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得するベース値取得部と、処理画像データの画素毎に、ベース値取得部によって取得されたホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置に関する。
本態様によれば、画素毎にホワイトバランスゲインが適用されたホワイトバランス調整画像データを精度良く取得することができる。
ここでいう「ホワイトバランス処理モード」は、処理画像データのホワイトバランスを調整するためのホワイトバランスモードであり、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードとは必ずしも一致しない。なお「ホワイトバランス処理モード」は任意の手法で決められ、ユーザがホワイトバランス処理モードを決めてもよいし、画像処理装置において各種の条件等に基づいてホワイトバランス処理モードが決められてもよい。
望ましくは、ホワイトバランス設定モードは、ホワイトバランスゲインが予め定められているプリセットホワイトバランスモード、原画像データの色分布情報に基づいて原画像データに適用されるホワイトバランスゲインが決定されるオートホワイトバランスモード、及び原画像データとは異なる参照画像データの色分布情報に基づいて原画像データに適用されるホワイトバランスゲインが決定されるカスタムホワイトバランスモードのうちのいずれかである。
望ましくは、処理画像データは、RAW画像データである。
本態様によれば、例えば処理画像データ(RAW画像データ)の現像の際に、ホワイトバランス調整画像データを得ることができる。
望ましくは、処理画像データは、無圧縮画像データである。
望ましくは、処理画像データは、可逆圧縮画像データである。
望ましくは、処理画像データは、非可逆圧縮画像データである。
これらの処理画像データからホワイトバランス調整画像データを取得することが可能である。
本発明の他の態様は、撮像素子と、上記の画像処理装置と、を備え、原画像データは撮像素子によって取得される撮像装置に関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得し、ホワイトバランスベース値を定めて、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得し、原画像データの画素毎に、画素値にホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する画像処理方法に関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得し、処理画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法に関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得し、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得し、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、ホワイトバランスベース値を推定し、処理画像データの画素毎に、推定されたホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法に関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得し、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得し、処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得し、ホワイトバランス設定モードの情報及びホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、ホワイトバランス設定モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得し、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、ホワイトバランス処理モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得し、処理画像データの画素毎に、取得されたホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法に関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得する手順と、ホワイトバランスベース値を定めて、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得する手順と、原画像データの画素毎に、画素値にホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得する手順と、処理画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する手順と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得する手順と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、ホワイトバランスベース値を推定する手順と、処理画像データの画素毎に、推定されたホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
本発明の他の態様は、原画像データの画素毎に、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する手順と、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードの情報を取得する手順と、処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得する手順と、ホワイトバランス設定モードの情報及びホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、ホワイトバランス設定モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得し、ホワイトバランス処理モードがホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、ホワイトバランス処理モードに基づいてホワイトバランスベース値を取得する手順と、処理画像データの画素毎に、取得されたホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
本発明によれば、処理画像データの各画素値に画素毎に設定されるホワイトバランスゲインが反映されるため、必要とされる記憶容量を抑えつつ、適切なマルチエリアホワイトバランス処理が施された画像データを事後的に得ることができる。
デジタルカメラの正面斜視図である。 デジタルカメラの背面斜視図である。 デジタルカメラの制御処理系を示すブロック図である。 第1実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第1実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第2実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第3実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第4実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第4実施形態に係る光源種データ取得部及びゲイン取得部の機能構成例を示すブロック図である。 第4実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第4実施形態に係る画像処理フローの一変形例を示すフローチャートである。 デジタルカメラ、コンピュータ、サーバ及びポータブル端末のネットワーク接続を示す概念図である。 第5実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第5実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第6実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第6実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第7実施形態に係る画像処理部の機能構成例を示すブロック図である。 第7実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。 第1実施形態に係る画像処理部(図4参照)の画像処理フローの一変形例を示す図である。 第7実施形態に係る画像処理部(図17参照)の画像処理フローの一変形例を示す図である。 スマートフォンの外観を示す図である。 図21に示すスマートフォンの構成を示すブロック図である。
図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、デジタルカメラ(撮像装置)に本発明を適用する例について説明する。ただし、デジタルカメラ以外の画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラムにも本発明を適用することが可能である。
図1は、デジタルカメラ2の正面斜視図である。図2は、デジタルカメラ2の背面斜視図である。
デジタルカメラ2は、カメラ本体3と、カメラ本体3の前面に取り付けられるレンズ鏡筒4とを備える。レンズ鏡筒4及びカメラ本体3は、一体的に設けられてもよいし、レンズ交換式カメラとして着脱自在に設けられてもよい。
カメラ本体3の前面には、レンズ鏡筒4に加えてフラッシュ発光部5が設けられ、カメラ本体3の上面にはシャッタボタン6及び電源スイッチ7が設けられている。シャッタボタン6は、ユーザからの撮影指示を受け付ける撮影指示部であり、電源スイッチ7は、デジタルカメラ2の電源のオン及びオフの切り換え指示をユーザから受け付ける電源切換部である。
カメラ本体3の背面には、液晶パネル等によって構成される表示部8と、ユーザによって直接的に操作される操作部9とが設けられている。表示部8は、撮影待機状態ではライブビュー画像(スルー画)を表示して電子ビューファインダとして機能し、撮影画像やメモリ記憶画像の再生時には再生画像表示部として機能する。
操作部9は、モード切換スイッチ、十字キー及び実行キーなどの任意の操作デバイスによって構成される。例えばモード切換スイッチは、デジタルカメラ2の動作モードを切り換える際にユーザによって操作される。デジタルカメラ2の動作モードとして、被写体を撮像して撮影画像を得るための撮影モード、及び画像を再生表示する再生モード、等がある。また他の撮影モードとして、オートフォーカスを行うAF(Auto Focus)モード及びマニュアルフォーカス操作を行うMF(Manual Focus)モードがある。一方、十字キー及び実行キーは、表示部8にメニュー画面や設定画面を表示したり、メニュー画面や設定画面内に表示されるカーソルを移動したり、デジタルカメラ2の各種設定を確定したりする場合に、ユーザによって操作される。
カメラ本体3の底部(図示省略)には、メインメモリ10が装填されるメモリスロットと、このメモリスロットの開口を開閉する装填蓋とが設けられている。メインメモリ10は、カメラ本体3に着脱自在に設けられており、カメラ本体3に装着されると、カメラ本体3に設けられる記憶制御部33と電気的に接続される。メインメモリ10は、一般にカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリにより構成可能であるが、特に限定されるものではなく、磁気媒体等の任意の記憶方式の記憶媒体をメインメモリ10として用いることが可能である。
図3は、デジタルカメラ2の制御処理系を示すブロック図である。
被写体光は、レンズ鏡筒4に設けられるレンズ部12とカメラ本体3に設けられるメカニカルシャッタ20とを通過し、撮像素子21によって受光される。撮像素子21は、被写体像を受光して画像データを生成する素子であり、RGB(赤緑青)等のカラーフィルタと、光学像を電気信号に変換するCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサとを有する。撮像素子21から出力される画像データは、プロセス処理部22でAGC(Automatic Gain Control)回路等によってプロセス処理が施され、その後AD変換部23によってアナログ形式の画像データがデジタル形式の画像データに変換される。デジタル化された画像データはバッファメモリ24に保存される。
バッファメモリ24は、画像データを一時的に記憶する領域であり、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等によって構成される。AD変換部23から送られてきてバッファメモリ24に蓄えられた画像データは、システム制御部25により制御される画像処理部(画像処理装置)31によって読み出される。画像処理部31は、撮像素子21が生成する画像データを入力画像データとして使用し、ガンマ補正処理及びデモザイク処理等の各種の画像処理を行い、画像処理後の画像データを再びバッファメモリ24に保存する。
画像処理部31において画像処理が施されてバッファメモリ24に保存された画像データは、表示制御部35及び圧縮伸張部32によって読み出される。表示制御部35は表示部8を制御し、バッファメモリ24から読み出した画像データを表示部8に表示させる。このように、撮像素子21から出力され画像処理部31において画像処理を受けた画像データは、撮影確認画像として表示部8に表示(ポストビュー)される。
一方、圧縮伸張部32は、バッファメモリ24から読み出した画像データの圧縮処理を行って、JPEG(Joint Photographic Experts Group)やTIFF(Tagged Image File Format)等の任意の圧縮形式の画像データを作成する。圧縮処理後の画像データは、メインメモリ(記憶媒体)10へのデータ記憶処理及びメインメモリ10からのデータ読み出し処理をコントロールする記憶制御部33によって、メインメモリ10に記憶される。なおメインメモリ10に画像データ等のデータ類を記憶する場合、記憶制御部33は、後述のクロックデバイス34から取得される日時情報に基づいて、そのデータ類に編集日時情報(更新日時情報)等の撮影情報やその他の関連情報を付加する。この撮影情報は任意のフォーマットで画像データに付加され、例えばExif(Exchangeable image file format)形式を採用可能である。
メインメモリ10に保存されている画像データを再生する再生モードにおいて、メインメモリ10に保存されている画像データは、システム制御部25により制御される記憶制御部33によって読み出され、圧縮伸張部32によって伸張処理が施された後にバッファメモリ24に保存される。そして撮影画像の確認表示と同様の手順で、表示制御部35によってバッファメモリ24から画像データが読み出され、表示部8において画像データが再生表示される。
システム制御部25は、上述のようにバッファメモリ24、画像処理部31及び記憶制御部33をコントロールするが、デジタルカメラ2における他の各部もコントロールする。例えば、システム制御部25は、レンズ駆動部27を制御してレンズ部12の駆動をコントロールし、シャッタ駆動部26を制御してメカニカルシャッタ20の駆動をコントロールし、撮像素子21を制御して画像データの出力をコントロールする。またシステム制御部25は、フラッシュ発光部5を制御してフラッシュの発光及び非発光をコントロールし、電源制御部28を制御して電源29における電池装着の有無、電池の種類及び電池残量の検出等を行う。またシステム制御部25は、クロックデバイス34においてカウントされる日時情報を取得して各種の処理に利用する。またシステム制御部25は、画像処理部31を構成する各種の処理部を制御する。
さらにシステム制御部25は、シャッタボタン6、電源スイッチ7及び操作部9を含むユーザインタフェース36からの操作信号を取得し、操作信号に応じた各種の処理及びデバイス制御を行う。例えば、システム制御部25は、シャッタボタン6から受信したレリーズ信号に応じてシャッタ駆動部26を制御し、メカニカルシャッタ20の開閉をコントロールする。またシステム制御部25は、電源スイッチ7から受信した電源オンオフ信号に応じて電源制御部28を制御し、電源29のオン及びオフをコントロールする。
システム制御部25で行われる各種の処理及びデバイス制御に必要なプログラムやデータ類は、制御メモリ30に記憶されている。システム制御部25は、必要に応じて、制御メモリ30に記憶されているプログラムやデータ類を読み出すことができ、また新たなプログラムやデータ類を制御メモリ30に保存することができる。例えば設定されたホワイトバランスモード(以下、「WBモード」と称する)の種類やWBゲイン等の条件データを、システム制御部25は制御メモリ30に書き込むことができる。またシステム制御部25は、表示制御部35を制御して、各部から取得した各種情報を表示部8に表示させることができる。なおシステム制御部25は、ユーザがユーザインタフェース36を介して入力する操作信号に応じて、表示部8に表示させる各種情報を変更することができる。
次に、撮像素子21によって取得される原画像データのWB処理に関し、具体的な画像処理例について説明する。
なお以下の各実施形態では、撮像素子21から出力されプロセス処理部22(プロセス処理)及びAD変換部23(AD変換処理)を経た「RAW画像データ」が、バッファメモリ24を介して画像処理部31に入力され原画像データ及び処理画像データとして使用される例について説明する。したがって画像処理部31におけるデモザイク処理は、以下の原画像データ及び処理画像データ(RAW画像データ)に関してはスキップされる。なお原画像データ及び処理画像データは「RAW画像データ」に限定されず、JPEG形式、TIFF形式等の他の任意のフォーマットを有する画像データに対しても同様の画像処理を行うことができる。
一般にデジタルカメラには、画質処理が施されたJPEG画像等の処理画像の代わりに或いはそのような処理画像に加えて、「画質処理が施される前の画像データ」或いは「撮像系に起因する画質処理(例えばレンズシェーディング補正等)のみが施された画像データ」であるRAW画像データを記憶媒体(メインメモリ10)に記憶できる機種がある。RAW画像データを記憶しておくことにより、ユーザは、後日、RAW現像ソフトなどを使ってRAW画像データの画質処理及び現像処理を行うことができ、再撮影することなく画質違いの画像を得ることができる。デジタルカメラは、RAW画像データを記憶媒体に記憶する場合、RAW画像データの現像に必要な情報(撮影条件及び機種情報等)も併せて記憶媒体に記憶する。「RAW画像データ」及び「現像に必要な情報データ」の記憶方式は特に限定されないが、「RAW画像データ」に対して現像に必要な情報データや他の情報をタグ情報(メタデータ)として付加した状態のデータを記憶媒体に保存してもよい。以下の実施形態では、RAW画像データにタグ情報(メタデータ)を付加したデータを「RAWデータ」と呼ぶ。
またメインメモリ10に保存される処理画像データの圧縮形式は特に限定されず、処理画像データは、無圧縮画像データであってもよいし、可逆圧縮画像データであってもよいし、非可逆圧縮画像データであってもよい。なお処理画像データがRAW画像データの場合には、WB処理(後述の「ホワイトバランス処理部(WB処理部)62」参照)の前に現像処理が行われてもよいし、WB処理の後に現像処理が行われてもよい。また処理画像データが圧縮画像データ(可逆圧縮画像データ又は非可逆圧縮画像データ)の場合には、WB処理(後述の「WB処理部62」参照)の前に伸張処理が行われていることが好ましい。これらの現像処理及び伸張処理は、例えば後述の処理データ取得部60において行われてもよい。
<第1実施形態>
本実施形態の画像処理部31では、基本となるWBゲイン(以下、「ホワイトバランスベース値(WBベース値)」と称する)と、原画像データを構成する各画素に適したWBゲインとが取得され、各画素に適したWBゲインとWBベース値との比率が原画像データの各画素値に乗算されて処理画像データが取得される。
図4は、第1実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。本実施形態の画像処理部31は、ゲイン取得部40、比率取得部42及び処理画像取得部44を有する。
ゲイン取得部40は、原画像データの画素毎にWBゲインを取得する。比率取得部42は、WBベース値を定めて、原画像データの画素毎に、WBベース値に対するWBゲインの比率を示すホワイトバランス比率(以下、「WB比率」と称する)を取得する。処理画像取得部44は、原画像データの画素毎に、画素値にWB比率を乗算して処理画像データを取得する。処理画像データは、処理画像取得部44(画像処理部31)から出力され、バッファメモリ24、圧縮伸張部32及び記憶制御部33(図3参照)を介してメインメモリ10に保存される。このように本実施形態では記憶制御部33が、処理画像データをメインメモリ(記憶媒体)10に記憶するデータ記録部として機能する。
画像処理部31における処理内容の具体例は、後述の実施形態(第3実施形態及び第4実施形態等)が参照される。
図5は、第1実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。
まずゲイン取得部40によって、原画像データの画素毎に最適なWBゲインが取得される(図5のS11参照)。
そして比率取得部42によって、WBベース値が取得され(S12)、原画像データの画素毎に、ゲイン取得部40によって取得されたWBゲインのWBベース値に対する比率を表すWB比率が取得される(S13)。例えばWBベース値を「WBbase」によって表し、原画像データの各画素に適したWBゲインを「WB_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)」によって表し、WB比率を「WBratio_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)」によって表した場合、以下の式1によってWB比率「WBratio_ij」を表すことができる。
式1 WBratio_ij=WB_ij/WBbase
そして処理画像取得部44によって、原画像データの画素毎に、画素値にWB比率が乗算されて処理画像データが取得される(S14)。例えば原画像データの画素値を「V_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)」によって表し、処理画像データの画素値を「P_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)」によって表した場合、以下の式2によって処理画像データの各画素値「P_ij」を表すことができる。
式2 P_ij=V_ij×WBratio_ij
=V_ij×WB_ij/WBbase
そして処理画像データは、画像処理部31(処理画像取得部44)から出力され、システム制御部25の制御下でバッファメモリ24及び圧縮伸張部32を介して記憶制御部33に送られ、記憶制御部33によってメインメモリ10に記憶される(S15)。なお本実施形態では、比率取得部42によって定められたWBベース値はメインメモリ10に記憶されない。
以上説明したように本実施形態によれば、各画素に適したWBゲインWB_ijが反映された画素値P_ij(上記の式2参照)を有する処理画像データがメインメモリ10に記憶される。したがってメインメモリ10から処理画像データを読み出して、処理画像データの各画素値P_ijにWBベース値WBbaseを乗算するだけで、下記の式3のように、各画素に適したWBゲインが適用された画像データ(画素値K_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す))を得ることができる。
式3 K_ij=P_ij×WBbase
=V_ij×WB_ij/WBbase×WBbase
=V_ij×WB_ij
したがって処理画像データがRAW画像データであっても、現像処理の際に使用するRAW現像ソフトが上記式3で表される処理を行うだけで、各画素に適したWBゲインが適用された画像データを簡単に得ることができる(後述の第5実施形態(図13)参照)。このように、各画素に適したWBゲインが反映された処理画像データをメインメモリ10に保存することで、適切なマルチエリアWB処理が施された画像データを事後的に得ることができる。
また本実施形態では、メインメモリ10に記憶される処理画像データの各画素値に、各画素に適したWBゲインが反映されており、「各画素に適したWBゲイン」を処理画像データと別個に保存する必要がない。すなわち本実施形態では、処理画像データと共にWBベース値を記憶しておけば画素毎に設定されるWBゲインを記憶しておく必要がないため、画素毎のWBゲインを保存しない場合とほぼ同等のデータ記憶量で、適切なマルチエリアWB処理が施された画像データを事後的に得ることができる。このように本実施形態によれば、「画素毎に適したWBゲイン」を処理画像データと別個に保存する場合に比べ、保存すべきデータ量を大幅に低減することができ、データ記憶量の肥大化を効果的に防ぐことができる。
なお、レンズシェーディング補正処理や撮像補正処理なども画像の画素位置に応じて補正量を変える場合があるが、これらの処理は撮影の際のデジタルカメラ2の設定に依存する補正であるため、補正処理を予め関数化するなどの工夫によってデータ記憶量の増大を抑えることが可能である。しかしながらマルチエリアWB処理における「各画素に適したWBゲイン」は撮影シーンに依存してゲイン量が変動しうるため、マルチエリアWB処理を予め関数化しておく等の工夫が難しく、データ記憶量の増大を招き易い。しかしながら本実施形態によれば、データ記憶量の増大をほぼ伴うことなく、マルチエリアWB処理による効果を簡便な処理によって得ることができる。
<第2実施形態>
本実施形態において、上述の第1実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
本実施形態の画像処理部31は、上述の第1実施形態の画像処理部31(図4参照)と同様の機能構成を有する。
ただし本実施形態では、処理画像データの作成時に使用したWBベース値をタグ情報として処理画像データに付加したデータ(RAWデータ)がメインメモリ10に記憶される。すなわち、画像処理部31(処理画像取得部44)から出力される処理画像データはWBベース値と共に記憶制御部(データ記録部)33に送られ、記憶制御部33は処理画像データ及びWBベース値を相互に関連付けてメインメモリ(記憶媒体)10に記憶する。
図6は、第2実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。
本実施形態においても、上述の第1実施形態(図5参照)と同様に、原画像データの画素毎に最適なWBゲインが取得され(S11)、WBベース値が取得され(S12)、原画像データの画素毎に、ゲイン取得部40によって取得されたWBゲインのWBベース値に対する比率を表すWB比率が取得される(S13)。また原画像データの画素毎に、画素値にWB比率が乗算されて処理画像データが取得される(S14)。
ただし本実施形態では、処理画像データとWBベース値とが画像処理部31から出力され、システム制御部25の制御下でバッファメモリ24及び圧縮伸張部32を介して記憶制御部33に送られ、記憶制御部33によってメインメモリ10に記憶される(図6のS15a)。なお画像処理部31(処理画像取得部44)から出力された段階で、WBベース値がタグ情報として処理画像データに付加されていてもよい。ただしWBベース値は、必ずしも処理画像データと共に画像処理部31から記憶制御部33に送られる必要はなく、例えばシステム制御部25から記憶制御部33にWBベース値が送られてもよい。すなわち画像処理部31(処理画像取得部44)からはWBベース値が付加されていない処理画像データが出力され、記憶制御部33においてWBベース値がタグ情報として処理画像データに付加されてもよい。
以上説明したように本実施形態によれば、各画素に適したWBゲインが反映された処理画像データ及びWBベース値WBbaseがメインメモリ10に記憶される。したがってメインメモリ10から処理画像データ及びWBベース値WBbaseを読み出して、処理画像データの各画素値P_ijにWBベース値WBbaseを乗算するだけで、上記の式3に示すように、画素毎に適したWBゲインが適用された適正な画像データ(画素値K_ij)を得ることができる。
また本実施形態においても、処理画像データと別個に「画素毎に最適化されたマルチエリアWBゲイン等のWBゲイン」を保存する必要がないため、画素毎のWBゲインを保存しない場合とほぼ同等のデータ記憶量で、適切なマルチエリアWB処理が施された画像データを事後的に得ることが可能である。
<第3実施形態>
本実施形態において、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
図7は、第3実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部31は、ゲイン取得部40、比率取得部42及び処理画像取得部44に加え、原画像データの光源種を判定する光源種判定部46を有する。
原画像データの光源種の判定手法は特に限定されず、光源種判定部46は、例えば原画像データを解析することで光源種を判定してもよい。またフラッシュを発光させて撮影を行う場合には、光源種判定部46は、原画像データの光源種がフラッシュ光及び環境光を含むと判定してもよい。
光源種判定部46で判定された原画像データの光源種の情報は、ゲイン取得部40及び比率取得部42に送られる。
ゲイン取得部40は、光源種判定部46によって判定される原画像データの光源種に基づいて、原画像データの画素毎にWBゲインを取得する。例えば原画像データの光源種がフラッシュ光及び環境光である場合、ゲイン取得部40は、フラッシュ光の光源種のWBゲインとして、予め定められてメモリ(例えば図3に示す制御メモリ30)に記憶されているデータを使用してもよい。またゲイン取得部40は、環境光の光源種のWBゲインを、フラッシュ発光画像データ及びフラッシュ非発光画像データから算出してもよい。
比率取得部42は、光源種判定部46によって判定される原画像データの光源種に含まれる1つの光源種に基づいてWBベース値を定める。本実施形態の比率取得部42は、WBベース値を、光源種判定部46によって判定される原画像データの環境光に基づいて定める。
本実施形態によれば、ユーザが将来的にマルチエリアWB処理を適用した画像データの取得を望む場合に、WBベース値を「原画像データの光源種に含まれる1つの光源種(環境光)」に基づいて設定すればよいので、ユーザはマルチエリアWB処理を感覚的に行うことができ利便性が高い。例えば原画像データがフラッシュ発光シーンを撮影した画像データである場合に、ユーザは背景の光源に合わせてWBベース値を設定することが可能になる。
なおメインメモリ10には、第1実施形態と同様にWBベース値は記憶されないが処理画像データが記憶されてもよいし、第2実施形態と同様に処理画像データ及びWBベース値が記憶されてもよい。
<第4実施形態>
本実施形態において、上述の第1実施形態〜第3実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
図8は、第4実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部31は、ゲイン取得部40、比率取得部42、処理画像取得部44及び光源種判定部46に加え、フラッシュ画像取得部48及び光源種データ取得部50を有する。
フラッシュ画像取得部48は、フラッシュを発光して撮影されたフラッシュ発光画像データと、フラッシュ発光画像データの被写体と同一の被写体をフラッシュ非発光で撮影することで得られるフラッシュ非発光画像データとを取得する。すなわち本実施形態では、ユーザがフラッシュ発光画像データを取得しようとシャッタボタン6(図1及び図2参照)を押すと、システム制御部25(図3参照)はフラッシュ発光部5の発光をコントロールしつつ撮像素子21等を制御して、フラッシュ非発光撮影及びフラッシュ発光撮影が自動的に連続的に行われる。フラッシュ画像取得部48は、これらの撮影により得られるフラッシュ発光画像データ及びフラッシュ非発光画像データを取得する。
光源種データ取得部50は、環境光(第1の光源種)の影響を示す第1の画像データと、フラッシュ光(第2の光源種)の影響を示す第2の画像データとを取得する。すなわち光源種データ取得部50は、第1の光源種を環境光として、フラッシュ画像取得部48が取得するフラッシュ非発光画像データに基づいて第1の画像データを取得し、また第2の光源種をフラッシュ光として、フラッシュ発光画像データに基づいて第2の画像データを取得する。
ここでいう第1の画像データ及び第2の画像データは特に限定されない。例えば、「フラッシュ非発光画像データ」自体を環境光の影響を示す第1の画像データとして使用してもよい。また「フラッシュ発光画像データとフラッシュ非発光画像データとの各画素値の差分を示す画像データ」をフラッシュ光の影響を示す第2の画像データとして使用してもよい。
なおフラッシュ発光の有無は、ユーザインタフェース36を介したユーザの設定によって決められたり、或いは撮影シーンの明るさを検出する測光センサ(図示省略)の検出結果に応じてシステム制御部25により決められたりするが、いずれにしてもシステム制御部25はフラッシュ発光の有無の情報を有する。したがって本実施形態のように環境光及びフラッシュ光を原画像データの第1の光源種及び第2の光源種とする場合、光源種判定部46は、システム制御部25が把握しているフラッシュ発光の有無の情報を取得することで、原画像データの光源種を判定してもよい。
光源種判定部46による原画像データの光源種の判定結果は、ゲイン取得部40及び比率取得部42だけではなく、光源種データ取得部50にも送られる。光源種データ取得部50は、光源種判定部46の判定結果に基づいて、第1の画像データ及び第2の画像データを取得する。
ゲイン取得部40は、光源種判定部46によって判定される原画像データの光源種が環境光(第1の光源種)及びフラッシュ光(第2の光源種)を含む場合、第1の画像データ及び第2の画像データに基づいて、原画像データの画素毎のWBゲインを取得する。
図9は、第4実施形態に係る光源種データ取得部50及びゲイン取得部40の機能構成例を示すブロック図である。
本例の光源種データ取得部50は、環境光ゲイン取得部52、フラッシュ光ゲイン取得部54及びフラッシュ影響度取得部56を有する。
環境光ゲイン取得部52は、光源種判定部46によって判定される原画像データの環境光を光源種として定められる環境光用ホワイトバランスゲイン(以下、「環境光用WBゲイン」と称する)を取得する。環境光ゲイン取得部52は、例えばフラッシュ非発光画像データの色分布及び輝度値などから、一般的に行われている手法でオートホワイトバランスモード用のWBゲイン(以下、「AWBゲイン」と称する)を算出し、そのAWBゲインを環境光用WBゲインとして使用することができる。なおAWBゲインは任意の手法に基づいて算出可能である。環境光ゲイン取得部52は、例えばフラッシュ非発光画像データを解析してRGBの画素値から色分布情報を求めて、平均値を無彩色にするゲインをAWBゲイン(環境光用WBゲイン)として設定してもよい。また環境光ゲイン取得部52は、フラッシュ非発光画像データの輝度値から輝度分布情報を求めて、この輝度分布情報に基づいてAWBゲイン(環境光用WBゲイン)を決めてもよい。また複数の環境光の種別毎に定められるWBゲインを予め制御メモリ30等のメモリに記憶しておき、環境光ゲイン取得部52は、フラッシュ非発光画像データを解析することで環境光の種別を判定し、判定された環境光の種別に関するWBゲインをメモリから取得して環境光用WBゲインとして設定してもよい。
フラッシュ光ゲイン取得部54は、フラッシュ光を光源種として定められるフラッシュ光用ホワイトバランスゲイン(以下、「フラッシュ光用WBゲイン」と称する)を取得する。例えばフラッシュ光の特性は予め把握可能であるため、フラッシュ光の光特性に応じて予め求められたフラッシュ光用WBゲインを制御メモリ30等のメモリに記憶しておき、フラッシュ光ゲイン取得部54はフラッシュ光用WBゲインをメモリから直接的又は間接的に読み出して取得してもよい。
フラッシュ影響度取得部56は、原画像データを構成する各画素におけるフラッシュ光と環境光との比率を表すフラッシュ影響度を取得する。より具体的には、フラッシュ影響度取得部56は、フラッシュ非発光画像データの画素毎の輝度値(以下、「第1の輝度値」と称する)を第1の画像データとして取得し、フラッシュ発光画像データの画素毎の輝度値(以下、「第2の輝度値」と称する)を第2の画像データとして取得する。そしてフラッシュ影響度取得部56は、第1の輝度値及び第2の輝度値から、原画像データの画素毎のフラッシュ影響度を取得する。
なお第1の輝度値及び第2の輝度値の各々を取得する手法及びフラッシュ影響度を取得する手法は、特に限定されない。例えばフラッシュ発光画像データ(原画像データ)及びフラッシュ非発光画像データがRGBデータによって構成され、Rデータ、Gデータ及びBデータの各々を「R_ij」、「G_ij」及び「B_ij」(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)で表した場合、例えば下記の式4及び式5によって第1の輝度値「Y1_ij」及び第2の輝度値「Y2_ij」(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)を表すことができる。
式4
Y1_ij
=R_ij×0.299+G_ij×0.587+B_ij×0.114
式5
Y2_ij
=R_ij×0.299+G_ij×0.587+B_ij×0.114
またフラッシュ影響度Ratio_ij(但し「i」は画素位置をX軸値及びY軸値で表した場合のX軸値を表し、「j」はY軸値を表す)を、例えば下記の式6によって表すことができる。
式6 Ratio_ij=1−(Y1_ij/Y2_ij)
ゲイン取得部40は、環境光ゲイン取得部52が取得した「環境光用WBゲインWB1」とフラッシュ光ゲイン取得部54が取得した「フラッシュ光用WBゲインWB2」とから、フラッシュ影響度取得部56が取得した「フラッシュ影響度Ratio_ij」(上記の式6参照)に基づいて、原画像データの画素毎のWBゲインWB_ijを取得する。フラッシュ影響度Ratio_ijが各画素におけるフラッシュ光の影響の比率を表す場合、原画像データの画素毎のWBゲインWB_ijは、例えば下記の式7に基づいて取得可能である。
式7
WB_ij=WB1×(1−Ratio_ij)+WB2×Ratio_ij
図10は、第4実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。
ユーザがシャッタボタン6を押して撮影を指示すると被写体の撮影が行われ、撮像素子21から出力されたフラッシュ非発光画像データ及びフラッシュ発光画像データが、プロセス処理部22、AD変換部23及びバッファメモリ24を介して画像処理部31のフラッシュ画像取得部48により取得される(図10のS21)。
そして光源種データ取得部50の環境光ゲイン取得部52によって、フラッシュ非発光画像データから環境光用WBゲインWB1が取得され(S22)、またフラッシュ光ゲイン取得部54によって、予め定められたフラッシュ光用WBゲインWB2が制御メモリ30等のメモリから取得される(S23)。
そしてフラッシュ影響度取得部56によって、フラッシュ非発光画像データの画素毎の輝度値(第1の輝度値Y1_ij)が取得され(S24)、またフラッシュ発光画像データの画素毎の輝度値(第2の輝度値Y2_ij)が取得される(S25)。そしてこれらの第1の輝度値Y1_ij及び第2の輝度値Y2_ijから画素毎のフラッシュ影響度Ratio_ijがフラッシュ影響度取得部56によって取得される(S26)。
そしてゲイン取得部40によって、環境光用WBゲインWB1、フラッシュ光用WBゲインWB2及びフラッシュ影響度Ratio_ijから、原画像データ(フラッシュ発光画像データ)の各画素に適したWBゲインWB_ijが取得される(S27)。
そして比率取得部42によって、WBベース値WBbaseが決定され(S28)、原画像データの各画素に適したWBゲインWB_ij及びWBベース値WBbaseから画素毎のWB比率WBratio_ijが取得される(S29)。
そして処理画像取得部44によって、原画像データ(フラッシュ発光画像データ)の画素毎に、画素値V_ijとWB比率WBratio_ijとの乗算が行われて処理画像データが取得され(S30)、処理画像データは記憶制御部33によってメインメモリ10に記憶される(S31)。
なお図10に示す処理フローでは、上述の第1実施形態と同様に、処理画像データはメインメモリ10に記憶されるが、WBベース値WBbaseはメインメモリ10に記憶されない。しかしながら、図11のフローチャートに示すように、上述のステップS21〜S30を経た後に、上述の第2実施形態と同様に、処理画像データ及びWBベース値WBbaseがメインメモリ10に記憶されてもよい(図11のS31a)。
<第5実施形態>
本実施形態において、上述の第1実施形態〜第4実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
本実施形態は、上述の処理画像データをメインメモリ10から読み出して、その処理画像データにWBベース値を適用することでWB処理が施された画像データ(以下、「ホワイトバランス調整画像データ(WB調整画像データ)」と称する)を得る処理に関し、WBベース値をメインメモリ10から読み出して使用する例に関する。
したがって本実施形態で使用されるメインメモリ10には、例えば上述の第2実施形態でメインメモリ10に記憶された処理画像データのように、処理画像データを生成時に使用したWBベース値が処理画像データと関連付けられて記憶されている。また本実施形態の画像処理部31は相互に関連付けられた処理画像データ及びWBベース値を読み出してWB処理を行う。
なお図13に示す画像処理部31は、上述の第2実施形態で説明した「ゲイン取得部40、比率取得部42及び処理画像取得部44を含む画像処理部31(図4参照)」と一体的に設けられてもよいし、別体として設けられてもよい。したがって、例えば図4に示す画像処理部31をデジタルカメラ2に設ける場合に、下述の図13に示す画像処理部31は、同様にデジタルカメラ2に設けられてもよいし、図12に示すようにデジタルカメラ2に有線又は無線のネットワーク94を介して接続されるコンピュータ90やサーバ92に設けられてよいし、デジタルカメラ2から取り外されたメインメモリ10に接続可能なコンピュータ90等に設けられてもよい。またデジタルカメラ2、コンピュータ90又はサーバ92に接続されるポータブル端末96であって、処理画像データを受信可能なスマートフォン或いはタブレット端末等のポータブル端末96に、下述の図13に示す画像処理部31が設けられてもよい。
図13は、第5実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部31は、処理データ取得部60及びWB処理部62を有する。
処理データ取得部60は、「原画像データの画素毎に、WBベース値に対するWBゲインの比率を示すWB比率を画素値に乗算して取得される処理画像データ」と、「WBベース値」とを、メインメモリ(記憶媒体)10から取得する。
WB処理部62は、処理画像データの画素毎に、上記の式3に示すように、WBベース値WBbaseを画素値P_ijに乗算してWB調整画像データ(画素値K_ij)を取得する。
図14は、第5実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。
まず処理データ取得部60によって、メインメモリ10から処理画像データが読み出され(図14のS41)、またメインメモリ10からWBベース値が読み出される(S42)。
そしてWB処理部62によって、処理画像データの画素毎にWBベース値が画素値に乗算されてWB調整画像データが取得される(S43)。
以上説明したように本実施形態によれば、メインメモリ10から処理画像データを読み出して取得する場合であっても、マルチエリアWB処理が施されたWB調整画像データを取得することができる。例えばマルチエリアWB処理のWBゲインを反映した処理画像データ(RAW画像データ)及びWBベース値をメインメモリ10に記憶しておくことで、ユーザは処理画像データ(RAW画像データ)を現像する際に、マルチエリアWB処理が施されたWB調整画像データを簡便に取得することができる。このように本実施形態によれば、適切なマルチエリアWB処理が施された画像データを事後的に得ることができる。
<第6実施形態>
本実施形態において、上述の第5実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
本実施形態は、上述の処理画像データをメインメモリ10から読み出して、その処理画像データにWBベース値を適用することでWB調整画像データを得る処理に関し、WBベース値を推定して使用する例に関する。したがって本実施形態は、例えば上述の第1実施形態でメインメモリ10に記憶された処理画像データのように、処理画像データの生成に使用したWBベース値がメインメモリ10に記憶されていない場合に好適である。
図15は、第6実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部31は、処理データ取得部60及びWB処理部62に加え、設定モード取得部64及びベース値取得部66を有する。
本実施形態の処理データ取得部60は、処理画像データをメインメモリ(記憶媒体)10から取得するが、WBベース値は取得しない。
設定モード取得部64は、原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モード(以下、「WB設定モード」と称する)の情報を取得する。WB設定モードの情報の取得手法は特に限定されない。例えば処理画像データのタグ情報にWB設定モードの情報が含まれている場合には、設定モード取得部64は、処理データ取得部60が取得した処理画像データに付加されているタグ情報からWB設定モードの情報を取得してもよいし、メインメモリ10から直接的にWB設定モードの情報を取得してもよい。また処理画像データに関して原画像データを取得した際のWB設定モードの情報がメインメモリ10に記憶されていない場合、設定モード取得部64は、例えば任意のWB設定モード(例えばオートホワイトバランスモード(以下、「AWBモード」と称する))をWB設定モードとして仮定してもよい。
なおWB設定モードは特に限定されない。例えば、予め想定される光源種(例えば晴れ(太陽光)、蛍光灯、或いは電球等)に応じてWBゲインが予め定められているプリセットホワイトバランスモード(以下、「プリセットWBモード」と称する)、原画像データの色分布情報に基づいて原画像データに適用されるWBゲインが決定されるAWBモード、及び原画像データとは異なる参照画像データの色分布情報に基づいて原画像データに適用されるWBゲインが決定されるカスタムホワイトバランスモード(以下、「カスタムWBモード」と称する)のうちのいずれか一つを、WB設定モードとしうる。またユーザがマニュアルで個別的にWBゲインを決定するマニュアルホワイトバランスモード(以下、「マニュアルWBモード」と称する)を、WB設定モードとして選択可能であってもよい。
ベース値取得部66は、設定モード取得部64が取得した「原画像データを取得した際のWB設定モードの情報」に基づいて、WBベース値を推定する。例えば原画像データを取得した際のWB設定モードがAWBモードである場合、ベース値取得部66は、処理データ取得部60によって取得された処理画像データの色分布からAWBゲインを取得し、そのAWBゲインに基づいてWBベース値を推定する。また原画像データを取得した際のWB設定モードがプリセットWBモードやカスタムWBモードのようにWBゲインが予め定められている場合、ベース値取得部66は、処理画像データに関連付けられて記憶されているWB設定モード用のWBゲインを取得し、その取得したWBゲインに基づいてWBベース値を推定する。なお、「処理画像データに関連付けられて記憶されているWB設定モード用のWBゲイン」の取得手法は特に限定されない。例えば処理データ取得部60が取得した処理画像データのタグ情報、RAW現像ソフトの内部パラメータ、或いはサーバ92に記憶された情報等から「処理画像データに関連付けられて記憶されているWB設定モード用のWBゲイン」が取得されてもよい。
WB処理部62は、処理画像データの画素毎に、ベース値取得部66によって推定されたWBベース値を画素値に乗算してWB調整画像データを取得する(上記の式3参照)。
図16は、第6実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。
まず処理データ取得部60によって、メインメモリ10から処理画像データが読み出されて取得され(図16のS51)、また設定モード取得部64によって、原画像データを取得した際のWB設定モードの情報が取得される。
そしてベース値取得部66によって、原画像データを取得した際のWB設定モードの情報に基づいてWBベース値が推定される(S52)。
そしてWB処理部62によって、処理画像データの画素毎に、推定されたWBベース値が画素値に乗算されてWB調整画像データが取得される(S53)。
以上説明したように、メインメモリ10から処理画像データを取得することはできるがWBベース値を取得することができない場合であっても、本実施形態によればマルチエリアWB処理を施したWB調整画像データを取得することができる。
<第7実施形態>
本実施形態において、上述の第5実施形態〜第6実施形態と同一又は類似の構成及び作用については、詳細な説明を省略する。
本実施形態は、処理画像データをメインメモリ10から読み出して、その処理画像データにWBベース値を適用することでWB調整画像データを得る処理に関し、ユーザによって所望のホワイトバランス処理モード(以下、「WB処理モード」と称する)が選択され、処理画像データに対しては、WBベース値ではなくユーザが選択したWB処理モードに応じたWBゲインが適用される。
図17は、第7実施形態に係る画像処理部31の機能構成例を示すブロック図である。
本実施形態の画像処理部31は、処理データ取得部60、WB処理部62、設定モード取得部64及びベース値取得部66に加え、処理モード取得部70を有する。
処理モード取得部70は、処理画像データに適用されるWB処理モードの情報を処理モード入力部68から取得する。ここでいう「WB処理モード」はユーザが希望するWBモードであり、ユーザは処理画像データの実際のWB処理として希望するWBモードを「WB処理モード」として処理モード入力部68に入力する。
処理モード入力部68の具体的な形態は特に限定されず、処理モード入力部68がデジタルカメラ2に搭載される場合には、例えば「操作部9(図2参照)」によって処理モード入力部68を構成することができる。また処理モード入力部68がコンピュータ90、サーバ92又はポータブル端末96に搭載される場合には、それらの機器類に搭載又は接続されるキーボード、マウス、タッチパネル等の任意の操作部によって処理モード入力部68を構成することができる。
処理モード取得部70によって取得された「処理画像データに適用されるWB処理モードの情報」はベース値取得部66に送られる。またベース値取得部66には、設定モード取得部64が取得した「原画像データのWB設定モード」の情報が送られる。
ベース値取得部66は、ホワイトバランス設定モードの情報及びWB処理モードの情報に基づいてWBベース値を取得する。すなわちベース値取得部66は、WB処理モードがWB設定モードと同じであると判定される場合には、WB設定モードに基づいてWBベース値を取得し、WB処理モードがWB設定モードと異なると判定される場合には、WB処理モードに基づいてWBゲインを取得する。この場合、ベース値取得部66は、例えばメインメモリ10に記憶されている処理画像データのタグ情報からWBゲイン及び/又はWBベース値を取得してもよいし、処理データ取得部60が取得した処理画像データを解析することでWBゲイン(例えばAWBゲイン)を取得してもよい。
WB処理部62は、処理データ取得部60がメインメモリ10から取得した処理画像データの画素毎に、ベース値取得部66によって取得されたWBベース値又はWBゲインを乗算してWB調整画像データを取得する。
図18は、第7実施形態に係る画像処理フローを示すフローチャートである。なお以下では、処理画像データの生成に使用したWBベース値が処理画像データのタグ情報としてメインメモリ10に記憶されている例について説明する。
まず処理データ取得部60によって、メインメモリ10から処理画像データが読み出されて取得され(図18のS61)、また設定モード取得部64によって、原画像データを取得した際のWB設定モードの情報がメインメモリ10から取得される(S62)。また処理モード取得部70によって、処理画像データに適用されるWB処理モードの情報が取得される(S63)。
そしてベース値取得部66によって、WB設定モードとWB処理モードとが同じWBモードに関するものか否か判定される(S64)。
WB設定モードとWB処理モードとが同じWBモードであると判定される場合(S64のY)、ベース値取得部66によって、例えば処理データ取得部60が取得した処理画像データのタグ情報からWBベース値が取得される(S65)。そしてWB処理部62によって、このWBベース値が処理画像データの各画素値に乗算されてWB調整画像データが取得される(S66)。
一方、WB設定モードとWB処理モードとが同じではないと判定される場合(S64のN)、ベース値取得部66によってWB処理モードに応じたWBゲインが取得される(S67)。そしてWB処理部62によって、このWBゲインが処理画像データの各画素値に乗算されてWB調整画像データが取得される(S68)。
以上説明したように本実施形態によれば、ユーザが原画像データを取得した際のWB設定モードとは異なるモードのWB処理を望む場合には、ユーザが望むWB処理モードに応じたWB処理が施されたWB調整画像データを取得することができる。この場合、例えばマルチエリアWB処理の効果を得つつ、画像全体のカラーバランスをユーザの要望に合わせて変えることができる。
なお、WBベース値がAWBモードに基づいて定められることが予め決められている場合には、処理画像データに適用されるWB処理モードがAWBモードか否かに応じてWB調整画像データが取得されてもよい。
図19は、第1実施形態に係る画像処理部31(図4参照)の画像処理フローの一変形例を示す図である。本変形例では、処理画像データの生成に使用するWBベース値としてAWBゲインを使用することが予め定められている。すなわち図4に示すゲイン取得部40が原画像データの画素毎のWBゲインを取得する(図19のS71)一方で、比率取得部42は原画像データを解析してAWBゲインを取得し、そのAWBゲインをWBベース値として定める(S72)。そして、第1実施形態(図5のS13〜S15参照)と同様に、画素毎にWBゲイン及びWBベース値からWB比率が取得され(S73)、画素毎に画素値にWB比率が乗算されて処理画像データが取得され(S74)、メインメモリ10に処理画像データが記憶される(S75)。
図20は、第7実施形態に係る画像処理部31(図17参照)の画像処理フローの一変形例を示す図である。図19に示す画像処理フローによってメインメモリ10に記憶された処理画像データのマルチエリアWB処理は、図20に示す画像処理フローに従って、図17に示す機能構成を有する画像処理部31によって実施可能である。すなわち上述の第7実施形態(図18のS61及びS63参照)と同様に、メインメモリ10から処理画像データが読み出され(図20のS81)、処理モード入力部68からWB処理モードの情報が取得される(S82)。そしてベース値取得部66(図17参照)によって、WB処理モードがAWBモードか否かが判定される(S83)。
WB処理モードがAWBモードであると判定される場合(S83のY)、ベース値取得部66は、処理画像データを解析して処理画像データの色分布情報を取得し(S84)、この色分布情報からAWBゲインを取得し、このAWBゲインをWBベース値として定める(S85)。そしてWB処理部62によって、処理画像データの各画素値に対してWBベース値が乗算されてWB調整画像データが取得される(S86)。
一方、WB処理モードがAWBモードではないと判定される場合(S83のN)、ベース値取得部66はWB処理モードに基づくWBゲインを上述の第7実施形態(図18のS67参照)と同様に取得し(S87)、WB処理部62によってWBゲインが処理画像データの各画素値に乗算されてWB調整画像データが取得される(S88)。
なお図19に示す変形例において、メインメモリ10には、処理画像データの生成に使用したWBベース値が処理画像データと関連付けられて記憶されてもよい(図19のS75参照)。この場合、ベース値取得部66は、処理画像データの色分布情報からAWBゲインを取得する(図20のS84〜S85参照)代わりに、メインメモリ10に記憶されているWBベース値を読み出し、WB処理部62は、ベース値取得部66によって読み出されたWBベース値を処理画像データに適用してWB調整画像データを取得してもよい。
<他の変形例>
上述の実施形態及び変形例のうち任意の形態同士が組み合わされてもよい。また上述の実施形態は例示に過ぎず、他の構成に本発明を適用してもよい。
例えば原画像データを取得する際のWB設定モードがAWBモードの場合にのみ、上述の第1実施形態〜第4実施形態のように処理画像データをメインメモリ10に記憶してもよい。原画像データを取得する際のWB設定モードがAWBモード以外の場合、記憶制御部33は通常通り、WB設定モードを適用した後の画像データをメインメモリ10に記憶したり、WB設定モードに応じた画素毎のWBゲイン又は画素全体で共通のWBゲインを画像データと関連付けてメインメモリ10に記憶してもよい。
また原画像データを取得する際のWB設定モードにかかわらず、上述の第1実施形態〜第4実施形態のように処理画像データをメインメモリ10に記憶してもよい。この場合、ユーザは、原画像データを取得する際には将来的にマルチエリアWB処理を行うことを予定していない場合であっても、後日、メインメモリ10から読み出した処理画像データに対してマルチエリアWB処理を行うことが可能である。この場合であっても、上述の第1実施形態〜第4実施形態によれば、画素毎のWBゲインが画像データとは別個に保存されるのではなく、マルチエリアWBゲインが反映された処理画像データが保存されるため、記憶容量を過大に浪費することがない。
すなわちマルチエリアWB処理を実行するには、上述のように特殊な処理や情報が必要である。ユーザが原画像データの撮影取得の際にマルチエリアWBを実施したい場合には、原画像データを取得した際に、そのようなマルチエリアWB処理のための特殊な処理を行ったり、特殊な情報を取得することができる。しかしながら、撮影後に例えばRAW画像データを現像する段階になってからユーザがマルチエリアWB処理を実施したくなった場合には、撮影の際に行う必要があるマルチエリアWB処理のための特殊な処理が行われておらず、また撮影の際に取得することが必要なマルチエリアWB処理のための情報が取得されていないため、マルチエリアWB処理の実現が困難である。例えば人物夜景シーンでフラッシュを発光させて撮影して取得した画像データを原画像データとしてマルチエリアWB処理を行う場合、フラッシュ非発光画像データを併せて取得し、フラッシュ発光画像データとフラッシュ非発光画像データとの画素値の差分から画素毎にフラッシュ影響度を取得し、フラッシュ影響度に応じて背景(夜景)に適したWBゲイン(環境光用WBゲイン)とフラッシュ光に適したWBゲイン(フラッシュ光用WBゲイン)との混合比率(WB比率)を画素毎に取得することが必要とされる。しかしながら、RAW画像データ(原画像データ)の現像段階でこれらの処理を実行しようとしても、RAW画像データとして記憶されているのはフラッシュ発光画像データのみであり、マルチエリアWB処理に必要なフラッシュ非発光画像データが無いため、マルチエリアWB処理を実施するための「画素毎のWBゲイン」を取得することができない。したがって本変形例のように原画像データを取得する際のWB設定モードにかかわらず、上述の第1実施形態〜第4実施形態のように処理画像データをメインメモリ10に記憶しておくことで、事後的にマルチエリアWB処理を行うことをユーザが望んだとしても、適切なマルチエリアWB処理が施されたWB調整画像データを取得することが可能である。
上述の各機能構成は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって実現可能である。例えば、上述の各装置及び処理部(画像処理部31等)における画像処理方法(画像処理手順)をコンピュータに実行させるプログラム、そのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体(非一時的記憶媒体)、或いはそのプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することができる。
また、本発明を適用可能な態様はデジタルカメラ及びコンピュータ(サーバ)には限定されず、撮像を主たる機能とするカメラ類の他に、撮像機能に加えて撮像以外の他の機能(通話機能、通信機能、或いはその他のコンピュータ機能)を備えるモバイル機器類に対しても本発明を適用することが可能である。本発明を適用可能な他の態様としては、例えば、カメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants)、及び携帯型ゲーム機が挙げられる。以下、本発明を適用可能なスマートフォンの一例について説明する。
<スマートフォンの構成>
図21は、スマートフォン101の外観を示す図である。図21に示すスマートフォン101は、平板状の筐体102を有し、筐体102の一方の面に表示部としての表示パネル121と、入力部としての操作パネル122とが一体となった表示入力部120を備える。また、係る筐体102は、スピーカ131と、マイクロホン132と、操作部140と、カメラ部141とを備える。なお、筐体102の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成が採用されてもよいし、折り畳み構造やスライド機構を有する構成が採用されてもよい。
図22は、図21に示すスマートフォン101の構成を示すブロック図である。図22に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部110と、表示入力部120と、通話部130と、操作部140と、カメラ部141と、記憶部150と、外部入出力部160と、GPS(Global Positioning System)受信部170と、モーションセンサ部180と、電源部190と、主制御部100とを備える。また、スマートフォン101の主たる機能として、基地局装置と移動通信網とを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部110は、主制御部100の指示に従って、移動通信網に収容された基地局装置に対し無線通信を行うものである。係る無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Webデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
表示入力部120は、主制御部100の制御により、画像(静止画像及び動画像)や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達し、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル121と、操作パネル122とを備える。
表示パネル121は、LCD(Liquid Crystal Display)或いはOELD(Organic Electro−Luminescence Display)などを表示デバイスとして用いたものである。操作パネル122は、表示パネル121の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される座標を検出するデバイスである。係るデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部100に出力する。次いで、主制御部100は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル121上の操作位置(座標)を検出する。
図21に示すように、本発明の撮像装置の一実施形態として例示しているスマートフォン101の表示パネル121と操作パネル122とは一体となって表示入力部120を構成しているが、操作パネル122が表示パネル121を完全に覆うような配置となっている。係る配置を採用した場合、操作パネル122は、表示パネル121外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル122は、表示パネル121に重なる重畳部分についての検出領域(以下、「表示領域」と称する)と、それ以外の表示パネル121に重ならない外縁部分についての検出領域(以下、「非表示領域」と称する)とを備えていてもよい。
なお、表示領域の大きさと表示パネル121の大きさとを完全に一致させてもよいが、両者を必ずしも一致させる必要はない。また、操作パネル122が、外縁部分と、それ以外の内側部分の2つの感応領域を備えていてもよい。さらに、外縁部分の幅は、筐体102の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル122で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式及び静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部130は、スピーカ131やマイクロホン132を備え、マイクロホン132を通じて入力されたユーザの音声を主制御部100にて処理可能な音声データに変換して主制御部100に出力し、無線通信部110或いは外部入出力部160により受信された音声データを復号してスピーカ131から出力するものである。また、図21に示すように、例えば、スピーカ131を表示入力部120が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン132を筐体102の側面に搭載することができる。
操作部140は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図21に示すように、操作部140は、スマートフォン101の筐体102の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部150は、主制御部100の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応付けたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、WebブラウジングによりダウンロードしたWebデータ、及びダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部150は、スマートフォン内蔵の内部記憶部151と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部152により構成される。なお、記憶部150を構成するそれぞれの内部記憶部151と外部記憶部152は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、MicroSD(登録商標)メモリ等)、RAM(Random Access Memory)、或いはROM(Read Only Memory)などの格納媒体を用いて実現される。
外部入出力部160は、スマートフォン101に連結されるすべての外部機器とのインタフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)及びIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)が定めるIEEE1394など)又はネットワーク(例えば、インターネット、無線LAN(Local Area Network)、ブルートゥース(Bluetooth)(登録商標)、RFID(Radio Frequency Identification)、赤外線通信(Infrared Data Association:IrDA)(登録商標)、UWB(Ultra Wideband)(登録商標)、及びジグビー(ZigBee)(登録商標)など)により直接的又は間接的に接続するためのものである。
スマートフォン101に連結される外部機器としては、例えば、有/無線ヘッドセット、有/無線外部充電器、有/無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード(Memory card)やSIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるPDA、及び有/無線接続されるイヤホンなどがある。外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン101の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン101の内部のデータが外部機器に伝送されるようにしてもよい。
GPS受信部170は、主制御部100の指示に従って、GPS衛星ST1〜STnから送信されるGPS信号を受信し、受信した複数のGPS信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン101の緯度、経度及び高度からなる位置を検出する。GPS受信部170は、無線通信部110や外部入出力部160(例えば、無線LAN)から位置情報を取得できる場合には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部180は、例えば、3軸の加速度センサなどを備え、主制御部100の指示に従って、スマートフォン101の物理的な動きを検出する。スマートフォン101の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン101の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部100に出力されるものである。
電源部190は、主制御部100の指示に従って、スマートフォン101の各部に、バッテリ(図示しない)に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部100は、マイクロプロセッサを備え、記憶部150が記憶する制御プログラムや制御データに従って動作し、スマートフォン101の各部を統括して制御するものである。また、主制御部100は、無線通信部110を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能とを備える。
アプリケーション処理機能は、記憶部150が記憶するアプリケーションソフトウェアに従って主制御部100が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部160を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能、電子メールの送受信を行う電子メール機能、及びWebページを閲覧するWebブラウジング機能などがある。
また、主制御部100は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ(静止画像や動画像のデータ)に基づいて、映像を表示入力部120に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部100が、上記画像データを復号し、係る復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部120に表示する機能のことをいう。
さらに、主制御部100は、表示パネル121に対する表示制御と、操作部140及び操作パネル122を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。
表示制御の実行により、主制御部100は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示し、或いは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル121の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部100は、操作部140を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル122を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、或いは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
さらに、操作検出制御の実行により主制御部100は、操作パネル122に対する操作位置が、表示パネル121に重なる重畳部分(表示領域)か、それ以外の表示パネル121に重ならない外縁部分(非表示領域)かを判定し、操作パネル122の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部100は、操作パネル122に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、或いはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも1つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部141は、CMOSなどの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラである。また、カメラ部141は、主制御部100の制御により、撮像によって得た画像データを例えばJPEGなどの圧縮した画像データに変換し、記憶部150に記憶し、外部入出力部160や無線通信部110を通じて出力することができる。図21に示すようにスマートフォン101において、カメラ部141は表示入力部120と同じ面に搭載されているが、カメラ部141の搭載位置はこれに限らず、表示入力部120の背面に搭載されてもよいし、或いは、複数のカメラ部141が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部141が搭載されている場合には、撮影に供するカメラ部141を切り換えて単独にて撮影してもよいし、或いは、複数のカメラ部141を同時に使用して撮影してもよい。
また、カメラ部141はスマートフォン101の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル121にカメラ部141で取得した画像を表示することや、操作パネル122の操作入力の1つとして、カメラ部141の画像を利用することができる。また、GPS受信部170が位置を検出する際に、カメラ部141からの画像を参照して位置を検出することもできる。さらには、カメラ部141からの画像を参照して、3軸の加速度センサを用いずに、或いは、3軸の加速度センサと併用して、スマートフォン101のカメラ部141の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部141からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
その他、静止画又は動画の画像データにGPS受信部170により取得した位置情報、マイクロホン132により取得した音声情報(主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい)、モーションセンサ部180により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部150に記憶し、外部入出力部160や無線通信部110を通じて出力することもできる。
上述の画像処理部31(図4、7〜9、13、15及び17参照)は、例えば主制御部100によって実現可能である。
2…デジタルカメラ、3…カメラ本体、4…レンズ鏡筒、5…フラッシュ発光部、6…シャッタボタン、7…電源スイッチ、8…表示部、9…操作部、10…メインメモリ、12…レンズ部、20…メカニカルシャッタ、21…撮像素子、22…プロセス処理部、23…AD変換部、24…バッファメモリ、25…システム制御部、26…シャッタ駆動部、27…レンズ駆動部、28…電源制御部、29…電源、30…制御メモリ、31…画像処理部、32…圧縮伸張部、33…記憶制御部、34…クロックデバイス、35…表示制御部、36…ユーザインタフェース、40…ゲイン取得部、42…比率取得部、44…処理画像取得部、46…光源種判定部、48…フラッシュ画像取得部、50…光源種データ取得部、52…環境光ゲイン取得部、54…フラッシュ光ゲイン取得部、56…フラッシュ影響度取得部、60…処理データ取得部、62…WB処理部、64…設定モード取得部、66…ベース値取得部、68…処理モード入力部、70…処理モード取得部、90…コンピュータ、92…サーバ、94…ネットワーク、96…ポータブル端末、100…主制御部、101…スマートフォン、102…筐体、110…無線通信部、120…表示入力部、121…表示パネル、122…操作パネル、130…通話部、131…スピーカ、132…マイクロホン、140…操作部、141…カメラ部、150…記憶部、151…内部記憶部、152…外部記憶部、160…外部入出力部、170…GPS受信部、180…モーションセンサ部、190…電源部

Claims (25)

  1. 原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得するゲイン取得部と、
    ホワイトバランスベース値を定めて、前記原画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値に対する前記ホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得する比率取得部と、
    前記原画像データの画素毎に、画素値に前記ホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する処理画像取得部と、を備える画像処理装置。
  2. 前記原画像データの光源種を判定する光源種判定部を更に備え、
    前記ゲイン取得部は、前記光源種判定部によって判定される前記原画像データの光源種に基づいて、前記原画像データの画素毎に前記ホワイトバランスゲインを取得する請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 第1の光源種の影響を示す第1の画像データと、第2の光源種の影響を示す第2の画像データとを取得する光源種データ取得部と、を更に備え、
    前記ゲイン取得部は、前記光源種判定部によって判定される前記原画像データの光源種が前記第1の光源種及び前記第2の光源種を含む場合、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データに基づいて、前記原画像データの画素毎の前記ホワイトバランスゲインを取得する請求項2に記載の画像処理装置。
  4. フラッシュを発光して撮影されたフラッシュ発光画像データとフラッシュを発光せずに撮影されたフラッシュ非発光画像データとを取得するフラッシュ画像取得部を更に備え、
    前記光源種データ取得部は、前記第1の光源種を環境光として、前記フラッシュ非発光画像データに基づいて前記第1の画像データを取得し、前記第2の光源種をフラッシュ光として、前記フラッシュ発光画像データに基づいて前記第2の画像データを取得する請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 前記光源種データ取得部は、
    前記光源種判定部によって判定される前記原画像データの環境光を光源種として定められる環境光用ホワイトバランスゲインを取得する環境光ゲイン取得部と、
    フラッシュ光を光源種として定められるフラッシュ光用ホワイトバランスゲインを取得するフラッシュ光ゲイン取得部と、
    前記フラッシュ非発光画像データの画素毎の第1の輝度値を第1の画像データとして取得し、前記フラッシュ発光画像データの画素毎の第2の輝度値を第2の画像データとして取得し、前記第1の輝度値及び前記第2の輝度値から画素毎のフラッシュ影響度を取得するフラッシュ影響度取得部と、を有し、
    前記ゲイン取得部は、前記環境光用ホワイトバランスゲイン及び前記フラッシュ光用ホワイトバランスゲインから前記フラッシュ影響度に基づいて、前記原画像データの画素毎の前記ホワイトバランスゲインを取得する請求項4に記載の画像処理装置。
  6. 前記比率取得部は、前記光源種判定部によって判定される前記原画像データの光源種に含まれる1つの光源種に基づいて、前記ホワイトバランスベース値を定める請求項2〜5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 前記比率取得部は、前記ホワイトバランスベース値を、前記光源種判定部によって判定される前記原画像データの環境光に基づいて定める請求項6に記載の画像処理装置。
  8. 前記処理画像データ及び前記ホワイトバランスベース値を記憶媒体に記憶するデータ記録部を更に備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、前記ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、
    前記処理画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置。
  10. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得する設定モード取得部と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランスベース値を推定するベース値取得部と、
    前記処理画像データの画素毎に、前記ベース値取得部によって推定された前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置。
  11. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する処理データ取得部と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得する設定モード取得部と、
    前記処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得する処理モード取得部と、
    前記ホワイトバランス設定モードの情報及び前記ホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、前記ホワイトバランス設定モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得し、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、前記ホワイトバランス処理モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得するベース値取得部と、
    前記処理画像データの画素毎に、前記ベース値取得部によって取得された前記ホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得するホワイトバランス処理部と、を備える画像処理装置。
  12. 前記ホワイトバランス設定モードは、前記ホワイトバランスゲインが予め定められているプリセットホワイトバランスモード、前記原画像データの色分布情報に基づいて当該原画像データに適用される前記ホワイトバランスゲインが決定されるオートホワイトバランスモード、及び前記原画像データとは異なる参照画像データの色分布情報に基づいて前記原画像データに適用される前記ホワイトバランスゲインが決定されるカスタムホワイトバランスモードのうちのいずれかである請求項10又は11に記載の画像処理装置。
  13. 前記処理画像データは、RAW画像データである請求項1〜12のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  14. 前記処理画像データは、無圧縮画像データである請求項1〜13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  15. 前記処理画像データは、可逆圧縮画像データである請求項1〜13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  16. 前記処理画像データは、非可逆圧縮画像データである請求項1〜13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  17. 撮像素子と、
    請求項1〜16のいずれか一項に記載の画像処理装置と、を備え、
    前記原画像データは前記撮像素子によって取得される撮像装置。
  18. 原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得し、
    ホワイトバランスベース値を定めて、前記原画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値に対する前記ホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得し、
    前記原画像データの画素毎に、画素値に前記ホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する画像処理方法。
  19. 原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、前記ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得し、
    前記処理画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法。
  20. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得し、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得し、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランスベース値を推定し、
    前記処理画像データの画素毎に、推定された前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法。
  21. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得し、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得し、
    前記処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得し、
    前記ホワイトバランス設定モードの情報及び前記ホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、前記ホワイトバランス設定モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得し、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、前記ホワイトバランス処理モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得し、
    前記処理画像データの画素毎に、取得された前記ホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する画像処理方法。
  22. 原画像データの画素毎にホワイトバランスゲインを取得する手順と、
    ホワイトバランスベース値を定めて、前記原画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値に対する前記ホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を取得する手順と、
    前記原画像データの画素毎に、画素値に前記ホワイトバランス比率を乗算して処理画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  23. 原画像データの画素毎に、ホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データと、前記ホワイトバランスベース値とを、記憶媒体から取得する手順と、
    前記処理画像データの画素毎に、前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  24. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する手順と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得する手順と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランスベース値を推定する手順と、
    前記処理画像データの画素毎に、推定された前記ホワイトバランスベース値を画素値に乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  25. 原画像データの画素毎に、前記原画像データを取得した際のホワイトバランス設定モードに基づいて定められるホワイトバランスベース値に対するホワイトバランスゲインの比率を示すホワイトバランス比率を画素値に乗算して取得される処理画像データを、記憶媒体から取得する手順と、
    前記原画像データを取得した際の前記ホワイトバランス設定モードの情報を取得する手順と、
    前記処理画像データに適用されるホワイトバランス処理モードの情報を取得する手順と、
    前記ホワイトバランス設定モードの情報及び前記ホワイトバランス処理モードの情報に基づいて、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと同じであると判定される場合には、前記ホワイトバランス設定モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得し、前記ホワイトバランス処理モードが前記ホワイトバランス設定モードと異なると判定される場合には、前記ホワイトバランス処理モードに基づいて前記ホワイトバランスベース値を取得する手順と、
    前記処理画像データの画素毎に、取得された前記ホワイトバランスベース値を乗算してホワイトバランス調整画像データを取得する手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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