JPH11266468A - 画像処理装置及び電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品の再利用が可能な電子カメラにより撮像し
た画像を処理する画像処理装置及び電子カメラを提供す
る。 【解決手段】電子カメラ２０により撮像が行われた後
に、電子カメラ２０の撮像特性を検出するので、画像デ
ータに欠陥があったとしても、かかる撮像特性に基づ
き、同じ電子カメラ２０の撮像により得られた画像デー
タを補正でき、それにより画像データから再生される画
像の質を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置及び
電子カメラに関し、たとえば再利用可能である低廉な電
子カメラから画像データを入力する画像処理装置およ
び、かかる電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンの普及に伴い、撮像した画像を
デジタルデータに変換して記憶する電子カメラが開発さ
れ、既に市販されている。ユーザーは、電子カメラによ
り撮像した画像を、たとえば自分のパソコンのディスプ
レイに表示でき、またプリンタを介してプリントできる
ため、その応用範囲は広いものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子カ
メラはＣＣＤ等の撮像素子や処理回路等を含むため、光
学式のカメラに対してコストが割高となっており、電子
カメラをより低廉としたい要求がある。加えて、たとえ
ば電子カメラを所持せず旅行したとき等、旅先で出会う
風景を電子カメラを用いて撮像したいと思うときがある
が、その都度高価な電子カメラを購入するのには大きな
抵抗がある。かかる場合、価格を気にせず購入できる電
子カメラがあれば便利である。

【０００４】そこで、電子カメラの使用回数を限定する
と共に、使用した電子カメラを回収し、再利用できる部
品の寿命を考慮して、電子カメラのコストを下げようと
いう思想が生じた。ところが、既存の電子カメラは、ユ
ーザーが繰り返し使用することを前提に、付加価値を付
けることにより使用勝手を高める方向で開発されたもの
が多く、再利用を前提に構成されていない。従って、部
品の再利用を前提とする新たな思想に基づき設計され
た、新規な電子カメラが望まれているのである。

【０００５】ところで、従来技術による電子カメラにお
いて、画質を向上させるために用いられている高解像度
のレンズや複雑な制御回路等は、コストを最優先する再
利用可能な電子カメラにおいては設けることは困難であ
る。そこで、再利用可能なカメラにおいては、より安価
な低解像度のレンズや単純な制御回路を設けることとな
る。ところが、解像度の低いレンズ等を介して撮像を行
った場合でも、画質の維持は要求される。

【０００６】又、固体撮像素子が有する画素は、経時劣
化によりその光電変換機能が低下する場合がある。しか
しながら、固体撮像素子自体が高価であるため、再利用
可能なカメラにおいては、同一の固体撮像素子を繰り返
し再利用することが前提となり、たとえ画素の一部が機
能低下を生じたとしても直ちに交換することはコストの
増大につながり好ましくない。ところが、かかる事情か
ら、画素の一部に機能低下を生じた固体撮像素子を継続
的に使用することを余儀なくされる場合でも、画質の維
持は要求される。

【０００７】これに対し、固体撮像素子の欠陥画素の位
置を欠陥情報として予め記憶しておき、かかる固体撮像
素子により撮像した画像を、欠陥情報に基づき補正する
技術が開発されている。ところが、このような欠陥画素
の位置は、固体撮像素子に固有な情報であるので、電子
カメラ毎に記憶する必要がある。従って、画質を維持す
るために欠陥情報を記憶しようとすると、電子カメラの
メモリの記憶容量を大きくする必要が生じ、それにより
コストが増大してしまうこととなる。

【０００８】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、部品の再利用が可能な電子カメラにより撮像した画
像を処理する画像処理装置及び電子カメラを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明の画像処理装置は、電子カメラにより所定の
パターンを撮像することにより得られたパターン画像デ
ータを入力する入力装置と、前記パターン画像データに
基づき、前記電子カメラの撮像特性を検出する検出装置
と、前記電子カメラの撮像により得られた画像データ
を、前記検出装置が検出した撮像特性に基づいて処理す
る処理装置とからなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の画像処理装置によれば、電子カメラに
より所定のパターンを撮像することにより得られたパタ
ーン画像データを入力する入力装置と、前記パターン画
像データに基づき、前記電子カメラの撮像特性を検出す
る検出装置と、前記電子カメラの撮像により得られた画
像データを、前記検出装置が検出した撮像特性に基づい
て処理する処理装置とからなるので、たとえば電子カメ
ラにより撮像が行われた後に、前記検出装置により電子
カメラの撮像特性を検出できれば、画像データに欠陥が
あったとしても、かかる撮像特性に基づきこれを補正で
き、それにより画像データから再生される画像の質を向
上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態
を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に
かかる電子カメラの構成を示すブロック図である。図１
において、レンズ１により光学像を結像された、固体撮
像素子である光電変換手段２は、被写体の光学像を対応
する電荷量に変換する、いわゆる光電変換を行うもので
あり、Ａ／Ｄ変換装置３は、固体撮像素子２から入力さ
れたアナログ信号をディジタル信号に変換して出力する
ものである。尚、本実施の形態にかかるＡ／Ｄ変換回路
３においては、固体撮像素子２に入射した光の強度が高
いほど、大きな値のディジタル信号に変換されるものと
する。かかるＡ／Ｄ変換回路３を介して得られた画像デ
ータは、一旦、画像用メモリ４に記憶される。

【００１２】画像用メモリ４に記憶された画像データ
は、ＭＰＵ５によって各種の画像処理が施され、最終的
には、ＭＰＵ５に接続された不揮発性メモリ６に記憶さ
れる。尚、ＭＰＵ５は、内蔵電池等の電源７から電力供
給を受け、インタフェース装置８を介してＩｒＤＡ（赤
外線通信）やシリアル通信等を利用して、外部と通信で
きるようになっている。又、ＭＰＵ５は、レリーズ１０
からのレリーズ信号を受信して、図示しないシャッタ装
置を駆動するようになっている。更に、ＭＰＵ５は、カ
ウンタとしてのクロック９を備えると共に、液晶等の表
示装置１１を介して、所定の表示を行うことができるよ
うになっている。

【００１３】図２は、本実施の形態にかかる画像処理装
置を示す図である。図２において、撮像が終了し画像を
再生するためにラボに持ち込まれた電子カメラ２０は、
回転テーブル３０の上に載置されている。電子カメラ２
０は、シリアルケーブル３１を介して、プリンタ３２及
びパソコン３３に接続されている。又、電子カメラ２０
は、コード３７を介して不図示の電源より電力を供給さ
れるようになっている。

【００１４】電子カメラ２０は、回転テーブルの回動に
より、カラーバーチャート３４と、一様な光源３５と、
鮮鋭性チャート３６のいずれかを向くようになってい
る。

【００１５】作業者は、電子カメラ２０の撮像特性を測
定する前に、電子カメラ２０により記録された画像デー
タを、パソコン３３により制御される画像処理装置のメ
モリ（不図示）に記憶させておく。かかる画像データ
は、電子カメラ２０の撮像特性が測定された後、必要に
応じて補正され、その後画像データに基づき画像が再生
されるようになっている。

【００１６】まず、図２の画像処理装置を用いて、電子
カメラ２０の撮像特性を測定する態様について以下に述
べる。図３は、電子カメラ２０の固体撮像素子２におけ
る画素配列を示した図である。固体撮像素子２の画素の
前（被写体側）にはモザイクフィルタ２ａが配置されて
いる。モザイクフィルタは、グリーンフィルタ（Ｇ）を
市松状に配列する一方、残りの部分に赤フィルタ
（Ｒ）、青フィルタ（Ｂ）それぞれを等分に、市松状に
配列したものである。モザイクフィルタ２ａを通過した
光を固体撮像素子２の画素において光電変換し、それに
より得られた信号に基づきカラー画像が形成されるよう
になっている。

【００１７】図４は、鮮鋭性チャート３６を正面から見
た図である。かかる鮮鋭性チャート３６を撮像すること
により、電子カメラ２０におけるレンズ１（図１）の解
像度が検出できるようになっている。鮮鋭性チャート３
６における、縦方向に延在する黒いバーの並び３６ａ
は、左方から右方に行くにつれその間隔が狭くなってい
る。解像度が悪いと、黒いバーの間隔が狭くなるにつ
れ、画素からの出力信号が低くなる。かかる解像度は、
中心及び上下左右の５カ所で測定される。

【００１８】更に、図４の鮮鋭性チャート３６を撮像す
ることにより、電子カメラ２０におけるレンズ１（図
１）のレンズ収差も検出できるようになっている。鮮鋭
性チャート３６における、斜め方向に延在する黒いバー
の並び３６ｂは、等間隔となっている。この黒いバーの
並び３６ｂを撮像して、Ｒ、Ｇ、Ｂデータ毎に斜め方向
のエッジのズレを求める。レンズ１に倍率色収差がある
と、図５に示すごとく、各色のエッジ位置がずれる。こ
のズレ量は、たとえば振幅の中間値の座標から求めるこ
とができる。

【００１９】図６は、カラーバランスチャート３４を正
面から見た図である。かかるカラーバランスチャート３
６を撮像することにより、電子カメラ２０におけるカラ
ーバランスが測定できるようになっている。たとえばフ
ィルタが経時劣化した場合、フィルタの分光分布特性が
波長に対して正常な特性より分散化してしまい、カラー
バランスが崩れる恐れがある。そこで、カラーバランス
の測定が必要となる。具体的には、カラーバランスチャ
ート３６の、Ｗｈｉｔｅ、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｃｙａｎ、Ｇ
ｒｅｅｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅの各バー
毎に撮像したＲＧＢデータの平均値及び標準偏差を計算
する。この値を基準値と比較することにより、カラーバ
ランスを測定できるようになっている。

【００２０】固定パターンノイズは、各チャートまたは
一様な光源を撮像することなく測定することが可能であ
る。電子カメラ２０のレンズバリア（不図示）を閉じる
か、またはレンズキャップを閉めた状態で、いわゆる真
暗画像を撮像する。図３に示す各画素からの画像データ
を縦方向で平均し、１次元の画像データを形成する。一
方、オプティカルブラック領域の平均値を計算し、１次
元の画像データから差し引く。このデータの振幅が、あ
る閾値以上にあるときに、固体パターンノイズが生じて
いると判断することができる。

【００２１】一様な光源３５を撮像することにより、電
子カメラ２０における周辺光量落ちが検出できるように
なっている。図７は、一様な光源３５において検出すべ
き領域を特定するため、仮想的にハッチングを付加して
示す図である。電子カメラ２０により、一様な光源３５
を撮像したときに、中心領域Ｘ０の平均値と、４つの周
辺領域Ｘ１乃至Ｘ４の各平均値とを比較することによ
り、周辺光量落ちが検出できるようになっている。

【００２２】画素欠陥の一つである黒キズは、一様な光
源３５を撮像することにより検出できる。電子カメラ２
０により一様な光源３５を撮像したときに、各画素の信
号レベルが閾値よりも低いレベルとなる場合、かかる画
素は黒キズを生じさせる欠陥画素と判断できる。

【００２３】一方、画素欠陥の一つである白キズは、真
暗画像を撮像することにより検出できる。電子カメラ２
０により真暗画像を撮像したときに、各画素の信号レベ
ルが閾値よりも高いレベルとなる場合、かかる画素は白
キズを生じさせる欠陥画素と判断できる。

【００２４】このようにして、回収された電子カメラ２
０の撮像特性（解像度、レンズ収差、カラーバランス、
固定パターンノイズ、周辺光量落ち、黒キズ、白キズ）
を測定することができる。更に、測定した撮像特性を用
いて、パソコン３３のメモリ中に記憶された画像データ
を補正することができる。より具体的には、記憶された
画像データに対して、補間処理、色補正、エッジ強調、
階調補正等を施すことができる。

【００２５】画像データの補間処理とは、画素欠陥に基
づく画像データを補正する処理である。黒キズや白キズ
等の欠陥画素から出力された欠陥画像信号は、正常な画
素から出力された正常画像信号と全く異なることが多い
ため、これを元に修正を加えて正常画像信号に近似させ
ることは一般的に困難である。一方、電子カメラには、
一般的に光学ローパスフィルタが付けられており、画像
データの隣り合う画素から出力された信号が大きく異な
ることはない。

【００２６】そこで、欠陥画素の周囲の画素からの信号
を平均し、この平均値を欠陥画素からの信号と置き換え
ることにより、画像データの補間処理を行うようにす
る。従って画像データから、白キズや黒キズにかかる欠
陥を排除することができ、それにより欠陥画素を有する
固体撮像素子を介して撮像を行った場合でも、画像デー
タに基づく画像の質を向上させることができる。しかし
ながら、白キズや黒キズの数が多い場合には、補間処理
に時間がかかり、補正された画像も、撮像した被写体に
対して平坦化されたものになりがちとなる。そこで、黒
キズや白キズの数が閾値を超えた場合には、パソコン３
３に電子カメラ２０の固体撮像素子２は使用不能である
という警告表示を行わせることができるようになってい
る。

【００２７】更に、画像データにおいて色の補間処理を
行うこともできる。図３のフィルタ２ａにおいては、グ
リーンフィルタ（Ｇ）の間に、レッドフィルタ（Ｒ）ま
たはブルーフィルタ（Ｂ）が配置されている。従って、
レッドフィルタ（Ｒ）またはブルーフィルタ（Ｂ）の背
後に配置された画素からの信号と、これに隣接するグリ
ーンフィルタ（Ｇ）の背後に配置された画素からの信号
とは、本来独立した関係になる。

【００２８】しかしながら、レッドフィルタ（Ｒ）また
はブルーフィルタ（Ｂ）の背後に配置された画素と、こ
れに隣接するグリーンフィルタ（Ｇ）の背後に配置され
た画素には、ほぼ同じ光が到達するはずである。そこ
で、グリーンフィルタ（Ｇ）の背後に配置された注目画
素の周囲におけるレッドフィルタ（Ｒ）またはブルーフ
ィルタ（Ｂ）の背後に配置された画素からのＲ、Ｂ信号
と、その注目画素からのＧ信号とに基づいて、グリーン
フィルタ（Ｇ）の背後に配置された注目画素に対応する
ＲまたはＢ信号を求めることができる。この色補間処理
により、より画質を向上させることができる。

【００２９】その他、画像データの色補正は、カラーバ
ーチャート３４を撮像した結果を基準値と比較して、基
準値からのズレを補償するように処理を行う。これは、
３×３マトリクスや３次元ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔ
ａｂｌｅ）を用いて行う。画像データのエッジ強調は、
鮮鋭性チャート３６を撮像した結果に基づき、たとえば
ラプラシアンフィルタなどの空間フィルタにより、画像
の輪郭を際だたせるようにすることができる。画像デー
タの階調補正は、１次元ＬＵＴにより行うことができ
る。

【００３０】このようにして補正された画像データは、
プリンタ３２により銀塩紙にプリントされ、再生される
ようになっている。又、かかる画像データは、パソコン
３３を介して、フロッピーディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ
等に保存することもできる。

【００３１】本実施の形態によれば、回収した電子カメ
ラ２０の撮像特性を測定し、かかる測定結果を用いて、
測定前の撮像によって得られた画像データを補正するこ
とができる。従って、電子カメラ２０のレンズ１や固体
撮像素子２等において、長期間の使用等により経時劣化
を生じた場合でも、画像データを補正することを前提と
して、かかるレンズ１や固体撮像素子２を再利用するこ
とができ、それにより電子カメラ２０のコストを減少さ
せることができる。

【００３２】更に、本実施の形態によれば、画像データ
の補正は、記憶容量の大きな画像処理装置を用いて行う
ことができ、電子カメラ２０においては単に撮像した画
像データを記憶するだけで足りる。よって電子カメラ２
０に備えるメモリの容量を小さくすることができ、その
コストを減少させることができる。また、原則的にレン
ズ１や固体撮像素子の欠陥に関する情報を、電子カメラ
２０に記憶しておく必要はなく、更にメモリの容量を小
さくすることができる。

【００３３】又、電子カメラ２０においては原則的に画
像処理が行われないのであるから、撮像によって得られ
た画像処理が終了するまで次の撮像が行えなかった従来
の電子カメラに比し、撮像間隔を短くすることができ
る。

【００３４】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。たとえば、本実施の形態における電子
カメラに、撮影条件等を記憶しこれに基づき、画質をよ
り向上させることができる。たとえば、光源（日光、白
熱灯、蛍光灯等）に関する情報を電子カメラに記憶し、
画像処理装置において画像データと共にこれを読み出し
て、色バランスを調整するように画像データを補正する
こともできる。又、プリンタ３２は、銀塩紙に出力する
ものだけでなく、インクジェット、昇華型、またはレー
ザプリンタなどのあらゆる種類を用いることができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の画像処理装置によれば、電子カ
メラにより所定のパターンを撮像することにより得られ
たパターン画像データを入力する入力装置と、前記パタ
ーン画像データに基づき、前記電子カメラの撮像特性を
検出する検出装置と、前記電子カメラの撮像により得ら
れた画像データを、前記検出装置が検出した撮像特性に
基づいて処理する処理装置とからなるので、たとえば電
子カメラにより撮像が行われた後に、前記検出装置によ
り電子カメラの撮像特性を検出できれば、画像データに
欠陥があったとしても、かかる撮像特性に基づきこれを
補正でき、それにより画像データから再生される画像の
質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる電子カメラの構成を示す
ブロック図である。

【図２】本実施の形態にかかる画像処理装置を示す図で
ある。

【図３】電子カメラ２０の固体撮像素子２における画素
配列を示した図である。

【図４】鮮鋭性チャート３６を正面から見た図である。

【図５】各色のエッジ位置がずれた状態を示す図であ
る。

【図６】カラーバランスチャート３４を正面から見た図
である。

【図７】一様な光源３５において検出すべき領域を特定
するため、仮想的にハッチングを付加して示す図であ
る。

【符号の説明】

１ レンズ ２ 固体撮像素子 ３ Ａ／Ｄ変換装置 ４ メモリ ５ ＭＰＵ ６ 不揮発性メモリ ７ 電源 ８ インタフェース装置 ９ クロック １０ レリーズボタン ２０ 電子カメラ ３０ 回転テーブル３０ ３１ シリアルケーブル ３２ プリンタ ３３ パソコン ３４ カラーバーチャート ３５ 一様な光源 ３６ 鮮鋭性チャート ３７ コード

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子カメラにより所定のパターンを撮像
   することにより得られたパターン画像データを入力する
   入力装置と、 前記パターン画像データに基づき、前記電子カメラの撮
   像特性を検出する検出装置と、 前記電子カメラの撮像により得られた画像データを、前
   記検出装置が検出した撮像特性に基づいて処理する処理
   装置とからなることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記電子カメラの撮像特性とは、前記電
   子カメラに備えられたレンズの性能であることを特徴と
   する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記電子カメラの撮像特性とは、前記電
   子カメラに備えられた固体撮像素子の性能であることを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記所定のパターンとは、カラーバーチ
   ャート、一様な光源、鮮鋭性チャートの少なくとも一つ
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記電子カメラは、回収を前提とし、回
   収された場所以外では撮像した画像を再生できないよう
   になっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   かに記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記検出装置は、前記電子カメラを用い
   て被写体の撮像を行った後に、前記電子カメラの撮像特
   性を検出するようになっており、検出された前記撮像特
   性に基づいて、前記検出前に撮像された前記被写体の画
   像データを処理することを特徴とする請求項１乃至５の
   いずれかに記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記検出装置は、前記電子カメラの撮像
   特性が基準値を充たしていない場合には、前記電子カメ
   ラは使用不能であると判定することを特徴とする請求項
   １乃至６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記電子カメラの画像データに基づき、
   画像を形成して出力するプリンタが設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の画像
   処理装置に画像データを入力する電子カメラ。