JPWO2014027559A1 - 画像ファイル生成装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1において、デジタルカメラ2は、本発明の画像ファイル生成装置に相当するものである。このデジタルカメラ2のカメラ本体3の前面には、撮像光学系などを含んで構成されるレンズ鏡筒4、ストロボ発光部5などが設けられている。カメラ本体3の上面には、シャッタボタン6、電源スイッチ7などが設けられている。
図4に示すように、画像処理回路29は、本体画像生成処理部(第2の画像データ生成手段)29aとシャドー画像生成処理部(第3の画像データ生成手段)29bと、内部メモリ32とを有している。内部メモリ32には、信号調整回路28から入力されたRAWデータDが一時的に格納される。本体画像生成処理部29a及びシャドー画像生成処理部29bは、それぞれ内部メモリ32から読み出したRAWデータDに基づき、本体画像データDH、シャドー画像データDSをそれぞれ生成する。
次に、図10を用いて上記構成のデジタルカメラ2の作用、特に静止画像ファイル45の生成・記録処理について説明を行う。操作部9にてデジタルカメラ2の動作モードが撮影モードに設定されると(ステップS1)、CPU12は予め定められたシャドーレベル情報(Ls=3)をビット選択回路38に入力する(ステップS2)。
図11に示すように、本体画像データDHの生成処理が開始されると、本体画像生成処理部29aの各回路が作動する。γ補正回路33は、内部メモリ32からRAWデータDを読み出して(ステップS8)、このRAWデータDに対してγ補正(階調変換)を施すことで本体画像データDHを生成してYC変換回路34に出力する(ステップS9)。YC変換回路34は、γ補正回路33から入力された本体画像データDHにYC変換処理を施した後、この本体画像データDHを第1ノイズ低減回路35に出力する(ステップS10)。
図12に示すように、本体画像データDHの生成処理が開始されると、シャドー画像生成処理部29bの各回路が作動する。
図10に戻って、画像処理回路29にてJPEG圧縮された本体画像データDH及びシャドー画像データDSと、シャドーレベル情報(Ls=3)と、γ及びγsと、は互いに関連付けられて、図9に示した1つの静止画像ファイル45としてメモリカード10に記憶される(ステップS29)。そして、撮影モードを継続する場合には、上述の各処理が繰り返し実行される。
図13に示すように、8ビットの本体画像データDHは、シャドーレベルLs=3以下のシャドー部37S、すなわち、下位2ビットに対応する階調が特に不足する。なお、図中の「Bls」はシャドーレベルLsのビット数(ここでは「Bls=2」)を示している。このようなシャドー部37Sの階調の不足に対応するため、本発明では、本体画像データDHの下位2ビット(図中のBlsはLsのビット数を示す)に対応する14ビットのRAWデータDの下位8ビットをシャドー画像データDSとして別途記録している。このシャドー画像データDSは、本体画像データDHのシャドーレベルLs=3以下に割り当てられる階調数よりも階調数の多い画像データである。このため、後述の画像ファイル表示装置11で再生表示を行う際にシャドー画像データDSを用いてシャドー部37Sの画像を表示することで、シャドー部37Sの階調再現性を向上させることができる。
次に、図14を用いて本発明の画像ファイル表示装置11(以下、単に表示装置11という)について説明を行う。表示装置11は、上述のデジタルカメラ2で記録された静止画像ファイル45を再生表示するものであり、シャドー画像データDSを用いてシャドー部37Sの多階調表示を行う。この表示装置11は、大別して液晶表示装置(表示手段)50と、装置本体51とで構成されている。
図16に示すように、表示処理回路67は、発光率決定回路(発光率決定手段)69と、表示装置制御部70とを備えている。
なお、上記式(1)ではPeak(DHD(m))を用いて発光率Rb(m)を算出しているが、例えば、本体画像データDHD(m)の画素値(輝度値)の平均値を本発明の代表値として算出し、この平均値を用いて発光率Rb(m)を算出してもよい。
この際に、前述の発光率決定回路69は、本発明の代表値として、本体画像データDHD(m)の画素値(輝度値)のピーク値を用いているので、このピーク値が比較的小さいセグメント54(m)ではバックライト輝度BL(m)を下げることができるので省電力化が図れる。
通常表示モードの表示制御部73は、表示出力データDD(m)をセグメント54(m)内の画素毎に算出する。表示制御部73は、本体画像データDHD(m)の第i画素の画素値(輝度値)をDHD(m,i)としたときに、画素値DHD(m,i)に発光率Rb(m)を乗算した乗算データを、表示出力データDD(m,i)とする。ここで、セグメント54(m)が16画素×16画素で構成されている場合、iはi=0〜(162−1)または1〜162となる。以下、図17を用いて通常表示モード時の表示出力データDD(m,i)の算出を具体的に説明する。
画質向上モードの表示制御部73は、通常表示モード時と同様に、表示出力データDD(m)をセグメント54(m)内の画素毎に算出する。表示制御部73は、データ読出回路60から取得したシャドーレベル情報に基づき、本体画像データDHD(m)の第i画素の画素値DHD(m,i)がシャドーレベルLs以下になるか否かを判定する。そして、表示制御部73は、画素値DHD(m,i)がシャドーレベルLsよりも大きくなる場合には、上述の通常表示モード時と同様に乗算データ[DHD(m,i)×Rb(m)]を求めることで、表示出力データDD(m,i)を決定する。これにより、表示出力データDD(m)に基づく表示画像の中で、シャドー部37S以外の通常輝度部37N(図5参照、通常輝度部分)に対応する表示出力データDD(m,i)が決定される。
次に、図19を用いて上記構成の表示装置11の画像表示処理について説明を行う。前述のデジタルカメラ2にて静止画像ファイル45が記録されたメモリカード10がカードスロット59にセットされた後、図示しない操作部にて画像表示操作がなされると、データ読出回路60はメモリカード10から静止画像ファイル45を読み出す(ステップS31)。
表示処理回路67は、シャドー画像データDSD(m)の入力が無い場合、あるいはデータ読出回路60からシャドー画像データDSが存在しない旨の通知を受けた場合などの静止画像ファイル45にシャドー画像データDSが含まれていない場合には、表示制御部73を通常表示モードで動作させる(ステップS36でNO、ステップS37)。
図19に戻って表示処理回路67は、シャドー画像データDSD(m)が入力された場合、あるいはデータ読出回路60からシャドー画像データDSを出力した旨の通知を受けた場合などの静止画像ファイル45にシャドー画像データDSが含まれている場合には、表示制御部73を画質向上モードで動作させる(ステップS36でYES、ステップS49)。
比較例を示す図22Aにおいて、8ビットの本体画像データDHDを通常通り(発光率Rb(m)=1、輝度100%)に表示したときの(1)通常階調に対して、発光率Rb(m)=4、すなわち、バックライト輝度BL(m)を25%(1/4倍)にした場合には、輝度0からシャドー輝度レベルBsを表示するため、従来は本体画像データの値0〜3を4倍する。すなわち、本体画像データの値1に相当する輝度を(2)で表示するには値4、本体画像データの値2に相当する輝度を(2)で表示するには値8とするが、この場合に、本体画像データの値1から値4、値4から値8の中間の階調がない。このため、(2)の表示階調は(1)と同じ4階調となる。
次に、図24を用いて本発明の第3実施形態のデジタルカメラ78について説明を行う。上記第1実施形態のデジタルカメラ2では、シャドー部37Sを構成する低輝度画素(i)の画素数(図12に示したΣS)がしきい値SSよりも大きくなったときに、シャドー画像データDSの生成・記録を行っている。これに対して、デジタルカメラ78では、操作部9にて特定の撮影モードの選択または特定の撮影設定値の設定が行われたときに、シャドー画像データDSの生成・記録を行う。
図25を用いて、上記構成のデジタルカメラ78の作用(静止画像ファイル45の生成・記録処理)について説明を行う。なお、ステップS1からステップS5までの処理は、図10及び図11に示した第1実施形態の各処理と同じであるので、ここでは説明を省略する。
このように第3実施形態のデジタルカメラ78では、低輝度画素(i)の画素数(シャドー部37Sの面積)の増加によりシャドー画像データDSを用いたシャドー部37Sの多階調表示の効果が顕著となる場合に、シャドー画像データDSを記録することができる。また、シャドー部37Sの割合が低い不要なシャドー画像データDSの記録が行われることが防止される。
次に、図26を用いて本発明の第5実施形態のデジタルカメラ83について説明を行う。上記第1及び第3実施形態のデジタルカメラ2、78では、RAWデータDに関係なく定められたシャドーレベルLsに従って低輝度画素(i)の選択を行っているが、デジタルカメラ83では、RAWデータD毎にシャドーレベルLsを決定する。
次に、図28を用いて本発明の第5実施形態の画像ファイル表示装置90(以下、単に表示装置90という)について説明を行う。上記第2実施形態の表示装置11では、ローカルディミング制御可能な液晶表示装置50で静止画像ファイル45に基づく画像表示を行うが、表示装置90では液晶表示装置以外の多階調表示が可能な表示装置を用いて静止画像ファイル45に基づく画像表示を行う。
図30の(A)〜(D)部分において、RAWデータDが14ビットであり、本体画像データDHD及びシャドー画像データDSDが8ビットであり、表示出力データDDがgb=12ビットであり、シャドーレベルLsのビット数がBls=2である場合についてのビット選択回路95の動作について具体的に説明する。
画質向上モードのビット選択回路95は、通常表示モード時と同様に有機ELパネル91の表示階調が12ビットであることを判別した後、本体画像データDHDの第i画素の画素値DHD(i)がシャドーレベルLs以下になるか否かを判別する。そして、ビット選択回路95は、本体画像データDHDの第i画素の画素値DHD(i)がシャドーレベルLsよりも大きくなる場合には、通常表示モード時と同様に、画素値DHD(i)を表示出力データDDの第i画素の上位8ビット[DD(i,5)〜DD(i,12)]に割り当てる。また、ビット選択回路95は、下位4ビット[DD(i,0)〜DD(i,4)]には0を挿入する。
次に、図31を用いて上記構成の表示装置90の画像表示処理について説明を行う。表示装置90の電源がONされると、表示処理回路93(ビット選択回路95)は、有機ELパネル91から階調情報gb(gb=12)を取得する(ステップS30)。これにより、ビット選択回路95は、有機ELパネル91の表示階調が12ビットであることを判別する。以下、前述の第2実施形態のステップS31からステップS35までの処理が実行されて、ビット選択回路95に本体画像データDHDが入力される。
ビット選択回路95は、シャドー画像データDSDの入力が無い場合、あるいはデータ読出回路60からシャドー画像データDSが存在しない旨の通知を受けた場合などの静止画像ファイル45にシャドー画像データDSが含まれていない場合には、通常表示モードで動作する(ステップS36でNO、ステップS70)。
図31に戻って、ビット選択回路95は、シャドー画像データDSDが入力された場合、あるいはデータ読出回路60からシャドー画像データDSを出力した旨の通知を受けた場合などの静止画像ファイル45にシャドー画像データDSが含まれている場合には、画質向上モードで動作する(ステップS36でYES、ステップS77)。
このように第5実施形態においても、8ビットの本体画像データDHDでは不足する12ビットの表示出力データDDの下位ビットをシャドー画像データDSDから補填することができるので、シャドー部37Sを十分な階調で表示することができる。また、シャドー部37Sを階調のつながりがよく、高画質に表示することができる。
上記各実施形態のデジタルカメラ2では、画像処理回路29の本体画像生成処理部29a、シャドー画像生成処理部29bがそれぞれ本発明の第1の信号処理、第2の信号処理として、γ補正処理、YC変換処理、ノイズ低減処理、圧縮処理を行っているが、例えばさらにシャープネス処理を行ってもよい。この場合には、図34に示すように、本体画像生成処理部29a及びシャドー画像生成処理部29bにそれぞれ第1シャープネス処理回路97、第2シャープネス処理回路98を設ければよい。なお、第1シャープネス処理回路97が行うシャープネス処理の特性と、第2シャープネス処理回路98が行うシャープネス処理の特性が異なっていてもよい。
図36は、スマートフォン500の外観を示すものである。スマートフォン500は、平板状の筐体501を有している。筐体501の一方の面には、液晶表示装置502と、スピーカ503と、マイクロホン504、操作部505と、カメラ部506とを備えている。なお、筐体501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、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
Claims (12)
- Nビットの第1の画像データを取得する第1の画像データ取得手段と、
前記第1の画像データ取得手段が取得した前記第1の画像データから、M(M<N)ビットの第2の画像データを生成する第2の画像データ生成手段と、
前記第1の画像データ取得手段が取得した前記第1の画像データの各画素の中から、輝度が予め定められた輝度レベルの低輝度画素を選択し、前記低輝度画素に基づき前記第2の画像データの前記輝度レベル以下に割り当てられる階調数よりも階調数の多い第3の画像データを生成する第3の画像データ生成手段と、
前記第2の画像データ生成手段が生成した前記第2の画像データと、前記第3の画像データ生成手段が生成した前記第3の画像データと、当該第3の画像データの生成に用いられた前記輝度レベルを示す輝度レベル情報とを関連付けた画像ファイルを生成する画像ファイル生成手段と、
を備える画像ファイル生成装置。 - 前記第2の画像データ生成手段は、前記第1の画像データに対して第1の信号処理を施し、
前記第3の画像データ生成手段は、前記第3の画像データに対して第2の信号処理を施し、
前記第1の信号処理及び前記第2の信号処理には、γ補正処理、ノイズ低減処理、シャープネス処理、及び圧縮処理の各処理が含まれており、
前記第1の信号処理と前記第2の信号処理とは、前記各処理の少なくともいずれか1つの処理の特性が異なっている請求項1記載の画像ファイル生成装置。 - 前記第3の画像データ生成手段は、前記低輝度画素の画素数をカウントして、前記画素数が予め定めたしきい値よりも大きくなる場合に前記第3の画像データの生成を行う請求項1または2記載の画像ファイル生成装置。
- 前記第1の画像データ取得手段は、被写体を撮像して前記第1の画像データを生成する撮像部を有する請求項1から3のいずれか1項記載の画像ファイル生成装置。
- 前記撮像部は複数種類の撮影モードを有しており、
前記撮影モードを選択する撮影モード選択手段を備え、
前記第3の画像データ生成手段は、前記撮影モード選択手段で特定の撮影モードが選択された場合に前記第3の画像データを生成する請求項4記載の画像ファイル生成装置。 - 前記撮像部が被写体を撮像する条件を示す撮影設定値を設定する設定手段を備え、
前記第3の画像データ生成手段は、前記設定手段で設定された前記撮影設定値が予め定めた範囲内となる場合に前記第3の画像データを生成する請求項4または5記載の画像ファイル生成装置。 - 前記第1の画像データ取得手段が取得した前記第1の画像データの各画素の画素値の統計量を算出する画素値統計量算出手段と、
前記画素値統計量算出手段が算出した前記統計量に基づき、前記第1の画像データの中で予め定められた割合の画素を前記低輝度画素として選択可能な前記輝度レベルを決定する輝度レベル決定手段と、を備え、
前記第3の画像データ生成手段は、前記輝度レベル決定手段が決定した前記輝度レベルに基づき前記低輝度画素の選択を行う請求項1から6のいずれか1項記載の画像ファイル生成装置。 - 前記低輝度画素は、前記第1の画像データの下位Mビットの画素であり、
前記第3の画像データ生成手段は、Mビットの前記第3の画像データを生成する請求項1から7のいずれか1項記載の画像ファイル生成装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の画像ファイル生成装置で生成された画像ファイルを取得する画像ファイル取得手段と、
Q(Q>M)ビットの階調表示が可能な表示面を有する表示手段と、
前記画像ファイル取得手段が取得した前記画像ファイルに基づき生成した表示用データを前記表示手段に出力して前記表示面に表示画像を表示させる表示制御手段であって、前記表示画像内の輝度が前記輝度レベルよりも大きくなる通常輝度部分に対応する前記表示用データを前記第2の画像データから生成し、前記表示画像内の輝度が前記輝度レベル以下になる低輝度部分に対応する前記表示用データを前記第3の画像データから生成する表示制御手段と、
を備える画像ファイル表示装置。 - 前記表示手段は、液晶パネルと、前記液晶パネルの表示面を複数に分割した各セグメントをそれぞれ個別に照明する複数の照明部を有し、かつ前記複数の照明部の輝度を個別に制御可能なバックライトと、を有しており、
前記第2の画像データに基づき、前記各セグメントにそれぞれ対応する前記照明部の発光率を決定する発光率決定手段と、
前記第2の画像データと前記発光率決定手段が決定した発光率とに基づき、前記照明部の輝度を個別に算出して制御するバックライト制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記輝度レベルのビット数がB(Bは1以上の自然数)であり、かつ前記照明部の輝度が最大輝度の1/2P(Pは0以上の自然数)倍に制御された場合に、前記第3の画像データに2Pを掛け合わせた乗算データを生成し、前記乗算データの上位(B+P)ビットを前記低輝度部分に対応する前記表示用データとして選択する請求項9記載の画像ファイル表示装置。 - 前記発光率決定手段は、前記第2の画像データに基づいて前記各セグメントごとの前記第2の画像データの画素値の代表値を求め、前記各セグメントのそれぞれの前記代表値に基づき前記発光率を決定する請求項10記載の画像ファイル表示装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の画像ファイル生成装置で生成された画像ファイルを取得する画像ファイル取得手段と、
Q(Q>M)ビットの階調表示が可能な表示面を有する表示手段と、
前記表示手段の階調情報を取得する階調情報取得手段と、
前記画像ファイル取得手段が取得した前記画像ファイルに基づき生成した表示用データを前記表示手段に出力して前記表示面に表示画像を表示させる表示制御手段であって、前記輝度レベルのビット数がB(Bは1以上の自然数)である場合に、前記階調情報取得手段が取得した階調情報に基づき、前記第2の画像データと、前記第3の画像データの上位(B+1)ビット以下の(Q−M)ビットとを用いてQビットの前記表示用データを生成する表示制御手段と、
を備える画像ファイル表示装置。
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