JPH04172086A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH04172086A JPH04172086A JP2299026A JP29902690A JPH04172086A JP H04172086 A JPH04172086 A JP H04172086A JP 2299026 A JP2299026 A JP 2299026A JP 29902690 A JP29902690 A JP 29902690A JP H04172086 A JPH04172086 A JP H04172086A
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- JP
- Japan
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- imaging
- threshold
- changing
- imaging device
- exposure
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Links
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- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 241000234282 Allium Species 0.000 description 1
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
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- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ビデオカメラ、電子スチルカメラ。
スキャナなどの撮像機器における撮像装置に関するもの
である。
である。
(従来の技術)
従来この種の装置の人力部では、レンズ等を用いて光学
像をCCD (charge−coupled dev
ice)などの撮像素子面上に結像させ、ここでの光電
変換作用によって光学像を電気信号へ変換し、その後、
各種の画像処理、信号処理を行った後、モニタやプリン
タなどの出力機器へ各々所望の形で出力していた。
像をCCD (charge−coupled dev
ice)などの撮像素子面上に結像させ、ここでの光電
変換作用によって光学像を電気信号へ変換し、その後、
各種の画像処理、信号処理を行った後、モニタやプリン
タなどの出力機器へ各々所望の形で出力していた。
このような撮像素子としては、CCD、MOS(met
al−oxede semicouductor)など
の固体撮像素子が用いられているが、どれをとってもそ
のダイナミックレンジは高々50〜60dB程度であり
、これに対して一般的な被写体のダイナミックレンジは
100dBもある。
al−oxede semicouductor)など
の固体撮像素子が用いられているが、どれをとってもそ
のダイナミックレンジは高々50〜60dB程度であり
、これに対して一般的な被写体のダイナミックレンジは
100dBもある。
従って、窓辺にいる人物を部屋の中から写すときは、い
わゆる逆光の状態になり、窓の外の景色に露出を合わせ
ると、人物の顔がつぶれてしまうし、また、人物の顔に
露出を合わせると、窓の外の景色がとんでしまうという
現象になってしまう、この時窓の外の景色がとんでしま
うのは、入射の光量が多すぎ光電変換された電荷量が固
体撮像素子の飽和電荷を越えてしまうからである。
わゆる逆光の状態になり、窓の外の景色に露出を合わせ
ると、人物の顔がつぶれてしまうし、また、人物の顔に
露出を合わせると、窓の外の景色がとんでしまうという
現象になってしまう、この時窓の外の景色がとんでしま
うのは、入射の光量が多すぎ光電変換された電荷量が固
体撮像素子の飽和電荷を越えてしまうからである。
このように、この種の装置のダイナミックレンジは充分
とはいえなかった。
とはいえなかった。
従来、この問題に対しては種々の提案があるが、その中
でも第2図に示すように、何らかの手段で露出量を変え
て撮像メモリ18.19に格納した画面信号S1と、画
面信号S2とから画像を合成するという手法がある。こ
れに関する従来例としては特開昭63−64472号、
特開平1−319370号、特開昭63−109583
号等がある。この場合、通常、選択部23ては、ある単
一の閾値THを持って、これと露出量を制御してとった
信号S1又はS2との大小関係をみて。
でも第2図に示すように、何らかの手段で露出量を変え
て撮像メモリ18.19に格納した画面信号S1と、画
面信号S2とから画像を合成するという手法がある。こ
れに関する従来例としては特開昭63−64472号、
特開平1−319370号、特開昭63−109583
号等がある。この場合、通常、選択部23ては、ある単
一の閾値THを持って、これと露出量を制御してとった
信号S1又はS2との大小関係をみて。
スイッチ20を制御していた。
このような合成手法によると、例えば空や人肌のように
滑らかに変化している部分で、スイッチ20の選択が突
然変化し、これによって、信号S1と52の微妙な違い
によるいわゆる偽似輪郭が生じ、画質の劣化をもたらす
という問題がある。
滑らかに変化している部分で、スイッチ20の選択が突
然変化し、これによって、信号S1と52の微妙な違い
によるいわゆる偽似輪郭が生じ、画質の劣化をもたらす
という問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、偽似輪郭の発生のない高画質の画像を得ることのでき
る撮像装置を提供することを目的とするものである。
、偽似輪郭の発生のない高画質の画像を得ることのでき
る撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明は前記目的を達成するため、撮像装置をつぎの(
1)〜(5)のとおりに構成するものである。
1)〜(5)のとおりに構成するものである。
(1)同一の被写体を複数の互いに異なる露出量で撮像
する撮像手段と、確率的に変化する閾値を発生する確率
的閾値発生手段と、前記撮像手段で得られた興なる露出
量の画像信号から、該画像信号と前記閾値との大小関係
にもとづいて一つの画像信号を選択して出力する選択手
段とを備えた撮像装置。
する撮像手段と、確率的に変化する閾値を発生する確率
的閾値発生手段と、前記撮像手段で得られた興なる露出
量の画像信号から、該画像信号と前記閾値との大小関係
にもとづいて一つの画像信号を選択して出力する選択手
段とを備えた撮像装置。
(2)前記(1)において、撮像手段は、一つの撮像素
子を用い、その露出量を変えて順次撮像するものである
撮像装置。
子を用い、その露出量を変えて順次撮像するものである
撮像装置。
(3)前記(1)において、撮像手段は、複数の撮像素
子を用い、各撮像素子の露出量を変えて同時に撮像する
ものである撮像装置。
子を用い、各撮像素子の露出量を変えて同時に撮像する
ものである撮像装置。
(4)前記(1)又は(2)において、確率的閾値発生
手段は、乱数を用いるものである撮像装置。
手段は、乱数を用いるものである撮像装置。
(5)前記(1)又は(2)において、確率的閾値発生
手段は、ディザパターンを用いるものである撮像装置。
手段は、ディザパターンを用いるものである撮像装置。
前記(1)〜(5)の構成により、異なる露出量の画像
信号の切り換えが確率的に行われる。更に前記(3)の
構成により動きのある被写体についても画像の劣化がな
い。
信号の切り換えが確率的に行われる。更に前記(3)の
構成により動きのある被写体についても画像の劣化がな
い。
〔実施例]
以下本発明を実施例により詳しく説明する。
第1図に、本発明の第1実施例である“ビデオ撮像装置
“の構成を示す。
“の構成を示す。
図において、露出制御部24はシャッタ12を開き、絞
り13を調整して被写体の最明部が固体撮像素子14で
飽和しないようにする。この状態で、アンプ15を標準
ゲインに設定し、図示していないドライバで撮像素子を
駆動する。A−D(アナログ−ディジタル)変換器16
では、固体撮像素子14の一画素ごとの読出しクロック
に対応してアンプ15の出力をA−D変換する。スイッ
チ17は、露出制御部24の信号によって上側に接続さ
れており、この状態で、撮像データはメモリ18へ格納
される。この様子を第3図<a>に示す。但し被写体の
最明部の明るさをAmとし、これがアンプ15の調整に
より丁度8ビットAmD変換器16の出力255に対応
すると仮定している。
り13を調整して被写体の最明部が固体撮像素子14で
飽和しないようにする。この状態で、アンプ15を標準
ゲインに設定し、図示していないドライバで撮像素子を
駆動する。A−D(アナログ−ディジタル)変換器16
では、固体撮像素子14の一画素ごとの読出しクロック
に対応してアンプ15の出力をA−D変換する。スイッ
チ17は、露出制御部24の信号によって上側に接続さ
れており、この状態で、撮像データはメモリ18へ格納
される。この様子を第3図<a>に示す。但し被写体の
最明部の明るさをAmとし、これがアンプ15の調整に
より丁度8ビットAmD変換器16の出力255に対応
すると仮定している。
次に、露出制御部24は絞り!3を前よりも例えば2絞
り開放することによって、露出量を4倍にする。この状
態では第3図(b)に示すように、中間部及び暗部(明
るさがo−Am/4)では適正にm像されているが、明
部(明るさAm/4〜Am)では固体撮像素子14の出
力は飽和してしまう。スイッチ17は、今度は露出制御
部24の信号によって下側に接続されているので、撮像
データはメモリ19へ格納される。被写体の明るさが、
A m / 4以下の傾城でスイッチ20の入力データ
S1とS2が同一の値をとるためには、第3図(a)を
4倍するか又は(b)を1/4にする必要がある。
り開放することによって、露出量を4倍にする。この状
態では第3図(b)に示すように、中間部及び暗部(明
るさがo−Am/4)では適正にm像されているが、明
部(明るさAm/4〜Am)では固体撮像素子14の出
力は飽和してしまう。スイッチ17は、今度は露出制御
部24の信号によって下側に接続されているので、撮像
データはメモリ19へ格納される。被写体の明るさが、
A m / 4以下の傾城でスイッチ20の入力データ
S1とS2が同一の値をとるためには、第3図(a)を
4倍するか又は(b)を1/4にする必要がある。
本実施例では、暗部の粒度を確保するため(a)を4倍
して(C)の特性にする。すなわち、露出制御部24に
よって先程露出量を増やした倍率だけに乗算器25のゲ
インを設定する。この場合は、4倍に設定されている。
して(C)の特性にする。すなわち、露出制御部24に
よって先程露出量を増やした倍率だけに乗算器25のゲ
インを設定する。この場合は、4倍に設定されている。
従って、データS1と82が255より小さい時は51
=32であり、どちらのデータも有効であるが、データ
S1が256以上のときはS】のデータのみが有効とな
る。
=32であり、どちらのデータも有効であるが、データ
S1が256以上のときはS】のデータのみが有効とな
る。
従って、例えば従来例のように、単一の閾値THを例え
ば200に定めて、 S1≧THならば 5I Sl<THならば S2 というように選択部23を構成し、スイッチ20を駆動
すると被写体上の切り換わりの所に偽似輪郭が発生して
しまう。
ば200に定めて、 S1≧THならば 5I Sl<THならば S2 というように選択部23を構成し、スイッチ20を駆動
すると被写体上の切り換わりの所に偽似輪郭が発生して
しまう。
そこで、本発明では、確率的閾値発生126を設けて、
閾値THを確率的に変化させる。このために、予め設定
された2つの閾値THIとTH2と乱数発生器を用いて
確率的閾値発生器を第4図のように構成し、閾値THを
THIとTH2の間で確率的に変化させる。乱数発生器
31は、0〜32までの乱数を発生する。T)(1には
予め224が設定されているので、加算器32の出力T
Hは、224〜256までの乱数となる。つまりTH2
は256となる。乱数発生器31は、メモリの一画素を
読出すクロックと同一のクロックφで乱数を発生する。
閾値THを確率的に変化させる。このために、予め設定
された2つの閾値THIとTH2と乱数発生器を用いて
確率的閾値発生器を第4図のように構成し、閾値THを
THIとTH2の間で確率的に変化させる。乱数発生器
31は、0〜32までの乱数を発生する。T)(1には
予め224が設定されているので、加算器32の出力T
Hは、224〜256までの乱数となる。つまりTH2
は256となる。乱数発生器31は、メモリの一画素を
読出すクロックと同一のクロックφで乱数を発生する。
これにより、S1≦224のときは5231≧256の
ときは51 225≦S1≦255のときはsl又はslが確率的に
選択される。
ときは51 225≦S1≦255のときはsl又はslが確率的に
選択される。
このようにして得られたスイッチ2oの出力を10ビッ
トD−A (ディジタル−アナログ)変換器21てアナ
ログ信号に変換し、アナログTV信号処理部22でテレ
ビ信号処理をし、標準ビデオ信号が出力される。これに
よって、ダイナミックレンジは12dB改善されている
。
トD−A (ディジタル−アナログ)変換器21てアナ
ログ信号に変換し、アナログTV信号処理部22でテレ
ビ信号処理をし、標準ビデオ信号が出力される。これに
よって、ダイナミックレンジは12dB改善されている
。
つぎに、確率的閾値発生にディザパターンを用いた本発
明の第2実施例を第5図〜第7図により説明する。本実
施例では、選択部23.確率的閾値発生器26は第5図
のように構成されている。
明の第2実施例を第5図〜第7図により説明する。本実
施例では、選択部23.確率的閾値発生器26は第5図
のように構成されている。
確率的閾値発生器26であるディザパターン発生器41
には2つの閾値TH1,TH2で決まる第6図のような
ディザパターンが記憶されている。この場合、TH1=
220.TH2=232である。画素の水平方向の読出
しアドレスをX。
には2つの閾値TH1,TH2で決まる第6図のような
ディザパターンが記憶されている。この場合、TH1=
220.TH2=232である。画素の水平方向の読出
しアドレスをX。
垂直方向読出しアドレスをYとしたとき、各々のMOD
(2で割った残り)をとって、対応するディザパター
ンの成分を閾値THとして出力する。選択部23はコン
パレータ23により構成されており、 S1≦THIのとき、データS1をスイッチ20で選択
する S1≦THIのとき、データS2をスイッチ20で選択
する THI<Sl<TH2のときは、第7図のような確率で
、SlがTHIからTH2に近づくに従7て、Slが選
択される確率が高くなるようにスイッチ20は制御され
る。
(2で割った残り)をとって、対応するディザパター
ンの成分を閾値THとして出力する。選択部23はコン
パレータ23により構成されており、 S1≦THIのとき、データS1をスイッチ20で選択
する S1≦THIのとき、データS2をスイッチ20で選択
する THI<Sl<TH2のときは、第7図のような確率で
、SlがTHIからTH2に近づくに従7て、Slが選
択される確率が高くなるようにスイッチ20は制御され
る。
以上の第1.第2実施例では、メモリ18゜19と2個
用いる場合を説明したが、メモリ19を省略し露出を多
くした状態での読出しで、メモリ18の読出しを同時に
行うようにしてもよい。
用いる場合を説明したが、メモリ19を省略し露出を多
くした状態での読出しで、メモリ18の読出しを同時に
行うようにしてもよい。
この場合、スイッチ17の下側にスイッチ20の下側は
直接接続される。
直接接続される。
又、第1.第2実施例では、露出量を変化させる手法と
して、絞りをflJtmする場合を説明したが、固体撮
像素子14の電子シャッタを用いて露出時間を制御する
ことによって実現してもよい。
して、絞りをflJtmする場合を説明したが、固体撮
像素子14の電子シャッタを用いて露出時間を制御する
ことによって実現してもよい。
以上の説明は、メモリ18への信号のとりこみ時刻t1
とメモリ19への信号のとりこみ時刻t2は同じではな
いので、時刻t1とt2の時間差が充分小さいとみなせ
るような静止状葱の被写体に対して有効である。もし、
動きの早い被写体に対して、本発明を用いる場合は、第
1図中メモリ18.19より前の部分を、第8図のよう
に2系統構成すればよい。
とメモリ19への信号のとりこみ時刻t2は同じではな
いので、時刻t1とt2の時間差が充分小さいとみなせ
るような静止状葱の被写体に対して有効である。もし、
動きの早い被写体に対して、本発明を用いる場合は、第
1図中メモリ18.19より前の部分を、第8図のよう
に2系統構成すればよい。
この構成を本発明の第3実施例として説明する0図示の
ように、絞り13と固体撮像素子14の間にプリズム5
6と光路長調整用ガラス55が設けられている。プリズ
ム56は固体撮像素子14.52へゆく光量を、例えば
1:1に分配する。光量減衰フィルタ51は、固体撮像
素子52へゆ〈光量をg哀させるので、第1図中メモリ
18やSlへ対応する15号を与える。これには。
ように、絞り13と固体撮像素子14の間にプリズム5
6と光路長調整用ガラス55が設けられている。プリズ
ム56は固体撮像素子14.52へゆく光量を、例えば
1:1に分配する。光量減衰フィルタ51は、固体撮像
素子52へゆ〈光量をg哀させるので、第1図中メモリ
18やSlへ対応する15号を与える。これには。
例えばN D (neutral densiLy)フ
ィルタ等を用いることができる。
ィルタ等を用いることができる。
この構成により、露出量の異なる撮像が固体撮像素子1
4.52により同時に行われるので、動きのある被写体
にも対応できる。メそソ18゜19以陣は第1実施例と
同線に構成し信号処理すればよい。
4.52により同時に行われるので、動きのある被写体
にも対応できる。メそソ18゜19以陣は第1実施例と
同線に構成し信号処理すればよい。
なお1本発明に用いる固体撮像素子はCCD。
MOS、BASIS等なんでもよいし、又色フイルタ構
成も白黒、市松、ストライブ、純色、補色等なんでもよ
い。
成も白黒、市松、ストライブ、純色、補色等なんでもよ
い。
また、以上の各実施例では露出量は、2段階で制御され
ていたが、その他3段階、4段階と異ならせて、これら
を合成する際には各々のつなぎ目で確率的に切り換える
ようにしてもよい。
ていたが、その他3段階、4段階と異ならせて、これら
を合成する際には各々のつなぎ目で確率的に切り換える
ようにしてもよい。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、露出量を変化さ
せて撮像した撮像信号を確率的に切り換えて合成するの
で、ダイナミックレンジが広く、かつ偽似輪郭の発生の
ない、高画質の画像が得られる。
せて撮像した撮像信号を確率的に切り換えて合成するの
で、ダイナミックレンジが広く、かつ偽似輪郭の発生の
ない、高画質の画像が得られる。
′!J1図は本発明の第1実施例の構成図、第2図は従
来例の構成図、第3図は第1実施例の説明図、第4図は
確率的閾値発生器の構成図、第5図は本発明の第2実施
例の要部構成図、第6図。 第7図は第2実施例の説明図、第8図は本発明の第3実
施例の要部構成図である。 13−−−−−−絞り 14・・・・・・固体撮像素子 18、 19−−−−−メそす 20−−−−−−スイッチ 26−・・・・・確率的閾値発生器
来例の構成図、第3図は第1実施例の説明図、第4図は
確率的閾値発生器の構成図、第5図は本発明の第2実施
例の要部構成図、第6図。 第7図は第2実施例の説明図、第8図は本発明の第3実
施例の要部構成図である。 13−−−−−−絞り 14・・・・・・固体撮像素子 18、 19−−−−−メそす 20−−−−−−スイッチ 26−・・・・・確率的閾値発生器
Claims (5)
- (1)同一の被写体を複数の互いに異なる露出量で撮像
する撮像手段と、確率的に変化する閾値を発生する確率
的閾値発生手段と、前記撮像手段で得られた異なる露出
量の画像信号から、該画像信号と前記閾値との大小関係
にもとづいて一つの画像信号を選択して出力する選択手
段とを備えたことを特徴とする撮像装置。 - (2)撮像手段は、一つの撮像素子を用い、その露出量
を変えて順次撮像するものであることを特徴とする請求
項1記載の撮像装置。 - (3)撮像手段は、複数の撮像素子を用い、各撮像素子
の露出量を変えて同時に撮像するものであることを特徴
とする請求項1記載の撮像装置。 - (4)確率的閾値発生手段は、乱数を用いるものである
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の撮像装置
。 - (5)確率的閾値発生手段は、ディザパターンを用いる
ものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2299026A JPH04172086A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2299026A JPH04172086A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04172086A true JPH04172086A (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=17867260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2299026A Pending JPH04172086A (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04172086A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003319263A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Olympus Optical Co Ltd | 画像合成装置 |
JP2004282746A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Eastman Kodak Co | 画像データ処理装置および画像データ処理方法 |
US11765481B2 (en) | 2019-11-13 | 2023-09-19 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging element, photodetector element, and electronic equipment with a threshold that is randomly varied for an analog-to-digital converter |
-
1990
- 1990-11-06 JP JP2299026A patent/JPH04172086A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003319263A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Olympus Optical Co Ltd | 画像合成装置 |
JP2004282746A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Eastman Kodak Co | 画像データ処理装置および画像データ処理方法 |
JP4511852B2 (ja) * | 2003-03-13 | 2010-07-28 | イーストマン コダック カンパニー | 画像データ処理装置および画像データ処理方法 |
US11765481B2 (en) | 2019-11-13 | 2023-09-19 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Imaging element, photodetector element, and electronic equipment with a threshold that is randomly varied for an analog-to-digital converter |
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