JP2001167263A

JP2001167263A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2001167263A
Application number: JP35084499A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakahira; 寿昭中平
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-06-22
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: JP4212741B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シェーディング補正処理と共に輪郭強調処理
を実行する場合であっても、ランダムノイズ等の高周波
ノイズに対してＳ／Ｎ比の低下を抑えることができる画
像処理装置を提供する。【解決手段】被写体からの入射光を焦点位置に結像さ
せる撮像レンズ１と、１画面を複数エリアに分割した各
エリア分の入力画像データに対してシェーディング補正
を行なうシェーディング補正手段１３と、各エリア毎に
輪郭強調量を設定する輪郭強調手段２１と、を有し、輪
郭強調手段２１は、シェーディング補正手段１３が入力
画像データを各エリア毎にシェーディング補正する際の
ゲイン量に対応させて輪郭強調量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラ等
の画像処理装置における画像データ入力時にシェーディ
ング補正を行うと共に輪郭を強調する画像処理装置に関
し、特に、シェーディング補正処理と輪郭強調処理とを
共に実行する場合の画質劣化を改善することができる画
像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置の入力画像には、被写体を
照らす太陽光あるいは照明装置の配光によりシェーディ
ング（輝度むら）が発生する。シェーディングは、照明
装置等により被写体を均一に照らすことにより除去でき
るが、そのためには特殊な照明装置を使用したり補助装
置を使用する必要があり、しかも、その照明装置や補助
装置の調整は非常に難しかった。したがって、一般的な
デジタルカメラ等の画像処理装置により被写体を撮影す
る場合には、シェーディングは必ず発生している。この
シェーディングを補正するためにデジタルカメラ等で
は、撮影した画像データに対してシェーディング補正処
理を行っている。シェーディング補正処理の方法につい
ては既に数多くの方法が知られている。例えば、差分法
は、以下のようにしてシェーディング補正を行う。無彩
色のサンプル板を撮影して得られた基準画像データに基
づいて各画素についての輝度目標値との差の値を演算
し、演算結果の値を各画素毎の補正データとして記憶す
る。次に通常の被写体を撮影した各画素毎の輝度情報に
対して、前記各画素毎の補正データを加減算することに
よりシェーディング補正を行う。また、濃度変換法で
は、無彩色のサンプル板を撮影して得られた基準画像デ
ータに基づいて、各画素についての基準画像データから
輝度目標値を得るための変換率を演算し、基準画像デー
タと演算結果の変換率とから濃度変換テーブルを作成し
て記憶する。次に通常の被写体を撮影した各画素毎の輝
度情報に対して、濃度変換テーブルから選出した変換率
に基づいて前記各画素毎の輝度情報を変換（乗算）する
ことによりシェーディング補正を行う。また、シェーデ
ィング補正の内容は、大きく分類して、輝度が高すぎる
部分を低下させる黒シェーディング補正と、逆に、輝度
が低すぎる部分を上昇させる白シェーディング補正とに
分類される。白シェーディング補正は、主にデジタルカ
メラのレンズ特性によって発生する「レンズの中心部分
に比べ周辺部分の画像データ出力が低下する」という現
象を例えば乗算機（主にゲインアップ）を用いて補正す
る。上記の白シェーディング補正をより精度良く実施す
るために、例えば、特開平６−３１９０４２号公報で
は、被写体の画像データを記録する前に、複数のエリア
に分割した校正板の基準画像データから各エリア毎の画
素の輝度平均値を求めておき、その輝度平均値により被
写体の画像データをシェーディング補正してから記録し
ている。この公報の例では、被写体の画像データを複数
のエリアに分割して各エリア毎の輝度平均値を求めてお
き、輝度平均値により被写体の画像データをシェーディ
ング補正して記録しているので、基準画像データに混入
するランダムノイズや校正板の表面テクスチャーの影響
を受けず、シェーディング補正が容易になる。

【０００３】一方、画像処理装置の出力画像において
は、細かい文字や細かい模様等の線が途切れたり、かす
れたりすることがある。この問題を解決するためには、
線や文字等の輪郭（エッジ）を強調する輪郭強調処理が
行われる。輪郭強調処理では、文字のシャープさやコン
トラストを改善するために、白から黒に変わる画素間の
濃度変化を急峻にすることにより、線や文字の輪郭を強
調する。すなわち、例えば、輪郭部（白から黒に変化す
る部分）の白側画素部分のゲインを増加させ、黒側画素
部分との濃度差を大きくする。ところが、例えば、特開
平６−３１９０４２号公報に記載された技術のように複
数のエリア毎にシェーディング補正処理を実施した後に
上記の輪郭補正処理を実施する場合、複数のエリア毎に
ゲインが切り替わるため各エリアの境界線がエッジ（輪
郭）状になって強調される。この各エリアの境界線部分
が強調される場合、再生画像上に線状のノイズとして現
れることになる。上記のシェーディング補正処理後の輪
郭強調処理によるノイズを除去する画像処理装置として
は、例えば、特公平７−４０２９９号公報に記載された
画像処理装置がある。この公報の画像処理装置は、シェ
ーディング補正手段と輪郭強調処理を行なう処理手段と
を備え、輪郭強調処理をシェーディング補正処理の前に
行なうようにしている。また、輪郭強調処理後のシェー
ディング補正処理では、予め主走査方向に複数の画素か
らなるブロックを設けてブロック毎の輝度平均値を算出
し、その輝度平均値を用いてシェーディング補正を実行
している。したがって、この公報の例では、輪郭強調処
理をシェーディング補正処理の前に行うようにすること
で、シェーディング補正用のエリア境界に起因して再生
画像上に線状ノイズが発生することを防止することによ
り画質が劣化しないようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−４０２９９号公報に記載された画像処理装置では、
シェーディング補正用のエリア境界に起因する固定パタ
ーンノイズ（Fixed Pattern Noise：以下ＦＰＮと記載
する）を防止しているだけであり、例えば、不規則に発
生するランダムノイズを防止する技術については開示さ
れていない。また、本公報の画像処理装置を用いてＦＰ
Ｎを防止する技術は、上記した差分法等により各エリア
毎の補正データを加減算することによりシェーディング
補正を行う場合に限られている。もし、上記した濃度変
換法等により乗算機を用いてシェーディング補正を実施
する場合には、上記公報に記載されたようにシェーディ
ング補正手段と輪郭強調処理手段の構成順番を変えても
ＦＰＮは発生してしまうからである。更に、上記公報の
画像処理装置を用いて加減算機により白シェーディング
補正をした場合は、ホワイトバランスが崩れたり、色の
飽和度が補正を施さないブロックに比べ下がる等の問題
が発生する。また、上記公報の画像処理装置にて濃度変
換法等により乗算機を用いてシェーディング補正を実施
する場合には、ランダムノイズ成分が強調されてしま
う。また、上記した特開平６−３１９０４２号公報の画
像処理装置では、シェーディング補正値を算出する際の
精度を上げているのみであるので、シェーディング補正
処理後の画像に対するノイズを防止する技術については
何ら開示されていない。従って、ランダムノイズ等の高
周波ノイズに対するシグナル（Ｓ）／ノイズ（Ｎ）比を
向上させる技術については全く示唆も開示もされていな
い。ところが、一般的に、上記したようなシェーディン
グ補正処理や輪郭強調処理等のために入力画像データに
対するゲインを増加させると、ランダムノイズ成分もゲ
インが増加されてノイズレベルが上昇する。ランダムノ
イズがシェーディング補正が実行されるエリアに発生
し、そのランダムノイズに対して輪郭強調処理が実施さ
れると、ランダムノイズのレベルが再生画像上の線にな
って現れ、Ｓ／Ｎ比が低下する。また、デジタルカメラ
等の画像処理装置には、入射光量を調節できる絞りや、
倍率を調整できるズーム等を有しているものがあり、そ
のような画像処理装置では、絞り量やズーミング倍率等
の撮影条件によりシェーディング補正を実施するための
係数が変わる。例えば、１個のデジタルカメラを用いて
絞りを絞って撮影した場合には、各エリア毎のシェーデ
ィングはあまり顕著に発生しないことから、補正する為
のゲインも少なくなり、画質の劣化が発生することはな
いが、同じデジタルカメラを用いて絞りを開放して撮影
した場合には、シェーディングが非常に顕著に発生し、
補正する為のゲインも大きくなる結果、輪郭強調処理に
より画質の劣化が発生することがある。本発明は、上述
した如き従来の問題を解決するためになされたものであ
って、シェーディング補正処理と共に輪郭強調処理を実
行する場合であっても、ランダムノイズ等の高周波ノイ
ズに対してＳ／Ｎ比の低下を抑えることができる画像処
理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の本発明の画像処理装置は、被写体からの
入射光を焦点位置に結像させる撮像レンズと、入射光を
入力画像データに変換する受光手段と、１画面を複数エ
リアに分割した各エリア分の入力画像データに対してシ
ェーディング補正を行なうシェーディング補正手段と、
前記各エリア毎に輪郭強調量を設定する輪郭強調手段
と、を有する画像処理装置において、前記輪郭強調手段
は、前記シェーディング補正手段が入力画像データを前
記各エリア毎にシェーディング補正する際のゲイン量に
対応させて、輪郭強調量を設定することを特徴とする。
請求項２の本発明は、請求項１に記載した画像処理装置
において、被写体からの入射光の倍率を変更させるため
に撮像レンズの配置位置を変更可能なズーム手段と、前
記撮像レンズの配置位置の違いに応じて異なるシェーデ
ィング補正係数を予め記憶する記憶手段と、を備え、前
記シェーディング補正手段は、前記撮像レンズの配置位
置の違いに応じて異なるシェーディング補正係数を用い
て前記ゲイン量を決定することを特徴とする。請求項３
の本発明は、請求項１に記載した画像処理装置におい
て、入射光が通過可能な開口面積を変更することにより
入射光の光量を調整する絞り手段と、絞り手段の開口面
積に対応する絞り値の違いに応じて異なるシェーディン
グ補正係数を予め記憶する記憶手段と、を備え、前記シ
ェーディング補正手段は、前記絞り手段の絞り値の違い
に応じて異なるシェーディング補正係数を用いて前記ゲ
イン量を決定することを特徴とする。請求項４の本発明
は、請求項１に記載した画像処理装置において、被写体
までの距離に対応して撮像レンズの配置位置を変更可能
な合焦手段と、前記撮像レンズの配置位置の違いに応じ
て異なるシェーディング補正係数を予め記憶する記憶手
段と、を備え、前記シェーディング補正手段は、前記撮
像レンズの配置位置の違いに応じて異なるシェーディン
グ補正係数を用いて前記ゲイン量を決定することを特徴
とする。請求項５の本発明は、請求項１に記載した画像
処理装置において、被写体画像に向けて補助光を照射す
る補助光照射手段と、前記補助光照射手段の配光特性の
違いに応じて異なるシェーディング補正係数を予め記憶
する記憶手段と、を備え、前記補助光照射手段を用いる
場合に、前記シェーディング補正手段は、前記配光特性
の違いに応じて異なるシェーディング補正係数を用いて
前記ゲイン量を決定することを特徴とする。

【０００６】請求項６の本発明は、請求項１に記載した
画像処理装置において、前記輪郭強調手段は、前記各エ
リア内を更に周波数領域毎に複数の領域に分割した各領
域毎に輪郭強調量を設定可能であり、前記シェーディン
グ補正手段のゲイン量に対応させた輪郭強調量を、各周
波数領域毎に異なる画像の空間的周波数に基づいて変化
させることを特徴とする。請求項７の本発明は、請求項
１に記載した画像処理装置において、被写体画像からの
入射倍率を変更させるために撮像レンズの配置位置を変
更可能なズーム手段と、入射光が通過可能な開口面積を
変更することにより入射光の光量を調整する絞り手段
と、被写体までの距離に対応して撮像レンズの配置位置
を変更可能な合焦手段と、請求項２乃至４に記載した各
シェーディング補正係数を各々独立した状態にて格納す
る記憶手段と、を備え、前記シェーディング補正手段
は、前記ズーム手段、絞り手段、合焦手段の各状態に基
づいて前記各シェーディング補正係数を掛け合わせて前
記ゲイン量を決定することを特徴とする。請求項８の本
発明は、請求項１に記載した画像処理装置において、前
記輪郭強調手段は、輪郭強調量を可変制御することを特
徴とする。請求項９の本発明は、請求項１に記載した画
像処理装置において、前記輪郭強調手段は、輪郭強調処
理が実行されない入力信号のレベル幅を可変制御するこ
とにより、前記輪郭強調量を可変制御することを特徴と
する。請求項１０の本発明は、請求項１に記載した画像
処理装置において、前記輪郭強調手段は、輪郭強調信号
の出力レベルが一定である入力レベル範囲を可変制御す
ることにより、前記輪郭強調量を可変制御することを特
徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態の画
像処理装置の全体構成を示すブロック図である。図１に
示す様に、本実施形態の画像処理装置５０は、例えば、
デジタルカメラ等であり、被写体からの入射光を焦点位
置に結像させる撮像レンズ１と、入射光の光量を調節す
る絞り手段であると共に撮影画像を決定するシャッタ機
能を備える絞り・シャッタ２と、入射光に含まれる被写
体画像の光信号を電気信号（入力画像データ）に変換す
る受光手段であるＣＣＤ（電荷結合素子）３と、撮像レ
ンズ１を移動させることにより入射光の倍率を変更する
ズーミングを行うズーム手段であるズームモータ４と、
絞り・シャッタ２を駆動する絞り・シャッタモータ５
と、撮像レンズ１を移動させることにより合焦させる合
焦手段であるフォーカスモータ６と、タイミング信号を
発生するＴＧ回路７と、ズームモータ４、絞り・シャッ
タモータ５、および、フォーカスモータ６を駆動するモ
ータドライバ８と、ＣＣＤ３から入力した電気信号（画
像信号）を相関二重サンプリングするＣＤＳ回路９と、
画像信号のゲイン（増幅度）を自動調整するＡＧＣ回路
１０と、アナログ信号の画像信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ回路１１と、入力した画像信号に対して様々
な画像処理を施す信号処理部２４と、信号処理部２４に
て画像処理された画像信号を一時的に格納するフレーム
バッファ２５と、モータドライバ８、ＡＧＣ回路１０、
信号処理部２４等を制御するマイクロプロセッサ等から
なるＣＰＵ２９と、画像処理が施された画像信号に対し
て信号圧縮等の処理を実施して格納する記憶媒体３０
と、各種設定値等を格納する記憶手段であるフラッシュ
ＲＯＭ３１と、被写体に対する補助光照射手段であるス
トロボ装置４０と、から構成される。

【０００８】また、ＣＤＳ回路９、ＡＧＣ回路１０、及
び、Ａ／Ｄ回路１１としては、一般的に、1個のＩＣ内
に一体化されたＣＤＳ・Ａ／Ｄ１２と呼ばれるＩＣが使
用される。信号処理部２４中には、入力した画像信号に
対してシェーディング補正処理を実施するシェーディン
グ補正手段であるシェーディング補正回路１３と、現信
号と合わせて５水平（Ｈ）ライン分の画像信号を格納で
きるバッファである４Ｈメモリ１４と、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
色の色信号に分離する色分離回路１５と、色信号が不十
分なアドレスの信号を周囲の色信号量を参照して補完す
る信号補間回路１６と、画像信号に対して白色補正を実
施するホワイトバランス（ＷＢ）補正回路１７と、画像
信号に対してγ補正を実施するγ補正回路１８と、ＲＧ
Ｂの色信号パラメータを輝度信号と色差信号に変換する
色差マトリックス回路１９と、画像信号に対して信号圧
縮を実施するＪＰＥＧ回路２０と、文字あるいは線等の
画像の輪郭を強調する輪郭強調手段であるアパーチャー
補正回路２１と、同期信号を発生するＳＳＧ回路２２
と、フレームバッファ２５及び記憶媒体３０への画像信
号の書き込み及び読み出しを制御するメモリコントロー
ラ２３と、を備えている。ＣＰＵ２９中には、内蔵され
た揮発性の記憶装置であるＲＡＭ２８を有しており、Ｒ
ＡＭ２８中には、シェーディング補正回路１３にて用い
られる１画面中の各エリアにて使用されるシェーディン
グ補正係数を含むシェーディング補正ルックアップテー
ブル２６とアパーチャー設定ルックアップテーブル２７
が格納される。

【０００９】また、図１に示した画像処理装置５０は以
下のように動作する。撮像レンズ１と、絞り・シャッタ
２とを通過した光は、ＣＣＤ３によって光電変換されて
電気信号（画像信号）になり、ＣＤＳ回路９に送出され
る。ＣＤＳ回路９では、ＣＣＤ３から受信した画像信号
を順次サンプルホールドし、ＡＧＣ回路１０は、画像信
号に一定のゲインを与える。ＡＧＣ回路１０を通過した
画像信号は、順次、Ａ／Ｄ回路１１に送出されて１０ｂ
ｉｔのデジタルデータに変換された後、信号処理部２４
に送出される。信号処理部２４に入力した画像信号は、
シェーディング補正回路１３にて、シェーディング補正
ルックアップテーブル２６から読み込まれたエリア毎に
予め定められているシェーディング補正係数が乗算され
る。ＣＰＵ２９内のＲＡＭ２８に格納されたシェーディ
ング補正ルックアップテーブル２６は、例えば、フラッ
シュＲＯＭ３１から電源投入時等に読み出されてＲＡＭ
２８内に格納される。シェーディング補正ルックアップ
テーブル２６の書き込み／読み出しのタイミングはＳＳ
Ｇ回路２２からの同期信号に基づいて実施される。シェ
ーディング補正が実施された画像信号は、メモリーコン
トローラー２３を経由してフレームバッファー２５に書
き込まれる。

【００１０】ここで、予め定められているシェーディン
グ補正係数について説明する。図２は、図１に示したシ
ェーディング補正ルックアップテーブル２６の一例を示
す図である。シェーディング補正係数とは、例えば、図
２のシェーディング補正ルックアップテーブル２６中の
各エリアに示すような値であり、シェーディング補正の
ために画像信号に乗算するエリア毎の係数である。つま
りｎ×ｍ画素からなる1エリア（ブロック）ごとにシェ
ーディング補正するための係数を定め、更に、そのブロ
ックを縦横に並べ（本実施形態では８ブロック×６ブロ
ック）、１画面分のシェーディング補正データとしたテ
ーブルである。このシェーディング補正係数は、１画面
全体の輝度が均一な被写体を撮影し、その被写体の輝度
分布を中心を１とした時の各エリアの比の値の逆数から
求めたものである。シェーディング補正係数は、ズーム
付きのカメラにおける撮像レンズ１のズーム位置により
変わり、多段階の絞りを有するカメラにおいてはその絞
り・シャッタ２の絞り値により変わり、焦点調節機能付
きのカメラにおいてはその焦点位置により変わり、更
に、ストロボ装置４０付きのカメラにおいてはそのスト
ロボ装置の発光の有無及び発光時の配光特性により変わ
る。従って、シェーディング補正ルックアップテーブル
２６は、上記の撮像レンズ１のズーム位置毎、絞り・シ
ャッタ２の絞り値毎、撮像レンズ１の焦点位置毎、スト
ロボ装置４０の配光特性を含んで発光の有無毎、に独立
したテーブルとしてフラッシュＲＯＭ３１に予め格納し
ておく。このシェーディング補正ルックアップテーブル
２６中のデータの形態としては、上記したズーム位置、
絞り値、焦点位置、発光の有無等の各記録状態の全ての
組み合わせ結果について補正値（シェーディング補正係
数）を予め格納しておく方法も考えられるが、本実施形
態では、ズーム位置、絞り値、焦点位置、発光の有無等
に対して個別の状態毎に補正値を演算してシェーディン
グ補正ルックアップテーブル２６を作成し、フラッシュ
ＲＯＭ３１に格納した。従って、本実施形態では、画像
信号を記録する時に、カメラの上記各記録状態によって
それぞれ必要なテーブルをフラッシュＲＯＭ３１から読
み出し、それぞれの記録状態に対応する係数を掛け合わ
せて、ＣＰＵ２９内蔵のＲＡＭ２８に掛け合わせた結果
を、図１中のシェーディング補正ルックアップテーブル
２６に書き込む方法を用いる。

【００１１】各記録状態の全ての組み合わせ結果につい
て補正値をフラッシュＲＯＭ３１に予め格納しておく方
法では、画像信号が入力された場合に、それぞれの記録
状態に対応する係数（パラメータ）を掛け合わせる手間
が無い為、高速でシェーディング用の補正係数を導き出
すことができるが、ズーム倍率のステップ数が多いカメ
ラや合焦のステップ数が多いカメラの場合は、全てのパ
ラメータを掛け合わせた数のシェーディング補正ルック
アップテーブル２６が必要になる為、フラッシュＲＯＭ
３１に予め格納するシェーディング補正ルックアップテ
ーブル２６が多数になってしまう。従って、シェーディ
ング補正ルックアップテーブル２６を格納するためのフ
ラッシュＲＯＭ３１のメモリー量も大きくなってしま
う。一方、本実施形態のようにズーム位置、絞り値、焦
点位置、発光の有無等の各記録状態毎に個別のシェーデ
ィング補正ルックアップテーブル２６を作成する場合に
は、ズーム倍率のステップ数や合焦のステップ数がのみ
をフラッシュＲＯＭ３１に格納するので、シェーディン
グ補正ルックアップテーブル２６を格納する為のメモリ
ー量を小さくすることができる。その結果、本実施形態
では、使用するメモリー素子を減らせるため、カメラの
小型化およびメモリーコストが減少することによるコス
トダウンが可能となる。このシェーディング補正係数を
導き出した際、そのシェーディング補正値に対応したア
パーチャーの補正値（輪郭強調量）を、アパーチャー設
定ルックアップテーブル２７に格納する。格納する輪郭
強調量の設定方法については、図５を用いて後述する。

【００１２】また、ＣＰＵ２９に内蔵されたＲＡＭ２８
では、信号処理部２４内のＳＳＧ回路２２から画像信号
に対する水平方向および垂直方向の同期信号を受信し、
各エリア毎に必要となるシェーディング補正係数、及
び、アパーチャー補正係数を各々の係数が対応する補正
回路１３、２１に送出する。本実施形態では、上記のシ
ェーディング補正ルックアップテーブル２６を用いて画
像信号に対するシェーディング補正を実施する。メモリ
ーコントローラー２３から読み出されたデータは４Ｈメ
モリー１４に送られる。４Ｈメモリー１４とは、現信号
と合せて５水平ライン分の画像信号のデータを蓄えるこ
とのできるバッファーメモリのことある。４Ｈメモリー
１４では、蓄えたデータを、３ラインによる高周波成分
と、５ラインによる低周波成分とに分けて、アパーチャ
ー（輪郭）成分の抽出を行う。本実施形態では、以下、
３ラインによる高周波成分を高域アパーチャー成分と呼
び、５ラインによる低周波成分を低域アパーチャー成分
と呼ぶこととする。なお、１ライン分のバッファーメモ
リの記憶容量を拡大することにより、低周波と高周波の
２領域よりも細かい周波数領域に分けることも可能であ
る。４Ｈメモリー１４により分けられた高域および低域
のアパーチャー成分は、アパーチャー補正回路２１に送
出され、ここで予め定められたアパーチャー設定ルック
アップテーブル２７中の各補正値（アパーチャー補正係
数）に基づいて補正される。

【００１３】ここで、予め定められているアパーチャー
補正係数について説明する。図３は、図１に示したアパ
ーチャー補正ルックアップテーブル２７の一例を示す図
である。なお、実際の図３のテーブル中の空白部分には
所定のアパーチャー補正係数が格納されるが、本実施形
態では空白部分のアパーチャー補正係数については用い
ないため、図面が煩雑にならないよう空白部分の記載を
省略した。アパーチャー補正係数とは、例えば、図３の
アパーチャー補正ルックアップテーブル２７中の各エリ
アに示すような値であり、アパーチャー補正のために画
像信号に乗算するエリア毎の係数である。また、エリア
の設定は上記したシェーディング補正ルックアップテー
ブル２６の場合と同様である。このアパーチャー補正係
数は、例えば、輝度信号（Ｙ）から連続する画素間の濃
度差が一定値以上である場合を検出してその部分を輪郭
部であると判断し、その部分の画像信号に対して所定の
ゲインを与えるものである。従来は、１画面の全てのエ
リアに対して均一にアパーチャー補正係数が乗算されて
いた。本実施形態では、１画面中の各エリア毎にアパー
チャー補正係数を設定できるようにした。この各エリア
毎のアパーチャー補正係数はテーブルとしてフラッシュ
ＲＯＭ３１に予め格納される。また、本実施形態では、
画像信号を記録する時に、アパーチャー補正ルックアッ
プテーブル２７をフラッシュＲＯＭ３１から読み出し、
ＣＰＵ２９内蔵のＲＡＭ２８中に書き込む。本実施形態
では、上記のアパーチャー補正ルックアップテーブル２
７を用いて画像信号に対するアパーチャー補正を実施す
る。一方、シェーディング補正回路１３にてシェーディ
ング補正された後、４Ｈメモリー１４を通過した画像信
号には、ホワイトバランス（ＷＢ）補正回路１７による
ホワイトバランス補正処理やγ補正回路１８によるγ補
正処理等の信号処理が施される。４Ｈメモリーを通過し
た画像信号は、まず、色分離回路１５にて、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色信号に分離される。次
に、各色信号は、信号補間回路１６において、例えば、
Ｒのプレーン画像であれば、現信号ではＧ、Ｂの信号が
入っていたアドレスについての情報を周りのＲ信号に基
づいて補間することにより、全面Ｒ信号のべたのプレー
ン画像を作成する。Ｇ、Ｂについても同様に補間してプ
レーン画像を作成する。このようにしてできたＲ、Ｇ、
Ｂのべたプレーン画像には、ホワイトバランス補正回路
１７にて各色毎に所定のゲインが加えられ、さらに、γ
補正回路１８にてγ補正され、色差マトリックス回路１
９にて、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の色信号からＹ、Ｃｂ、Ｃｒ等の
輝度・色差信号への変換が実施される。輝度・色差信号
に変換された画像信号では、前述のアパーチャー補正回
路２１で補正されたアパーチャー成分がＹ信号に付加さ
れ、メモリーコントローラー２３を経由して再度フレー
ムバッファー２５に書き込まれる。その後、フレームバ
ッファー２５から読み出された画像信号は、所定のデー
タサイズになるようＪＰＥＧ回路２０にてＪＰＥＧ圧縮
され、記録媒体３０に記録される。本実施形態では、以
上のように画像信号が流れる。次に、本実施形態の特徴
的な動作および効果について説明する。

【００１４】図４は、図２あるいは図３に示した１画面
分のテーブル中のＡ−Ａ'間の１水平ラインについて、
画像信号の輝度分布を示した図であり、（イ）が補正前
の輝度分布を示し、（ロ）がシェーディング補正された
輝度分布を示し、（ハ）がシェーディング補正後更に全
エリア同一値のアパーチャー補正係数を用いてアパーチ
ャー補正された輝度分布を示している。なお、図４では
図示の簡略化のために、被写体を照射する光源は均一光
源であり、且つ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の出力が１：１：１に
なるような被写体を写した場合を前提とする。また、本
実施形態では、図４（イ）に示したようにＡ／Ｄ回路１
１の出力（画像信号）が全体的になだらかな弧を描く弓
型になって、１画面の両端部９１、９２の輝度が後述す
る不感領域よりも低下する状態をシェーディングとして
いる。さらに、図４中の弓形の輝度分布中の各所にラン
ダムに発生している凸凹に突出するランダムノイズ９３
等は、ＣＣＤ３中の欠陥画素、或いは、ＣＣＤ３の受光
面を被覆するシールガラスに付着したゴミ等により、Ａ
／Ｄ回路１１の出力が部分的に上昇、下降する状態を示
している。また、図４（イ）〜図４（ハ）中の補正目標
レベルの上下の点線により挟まれた領域は、不感領域と
称し、画像の輝度を上昇させる（明るくする）か低下さ
せる（暗くする）場合に、一般的に人が不快に感じない
輝度の領域を示している。不感領域内では、輝度の変動
があっても、人は不快に感じないが、不感領域を越えて
輝度が上昇あるいは低下すると人は不快に感じる。な
お、図４の輝度分布では、各補正段階毎の相違がわかり
やすいように、各補正による各部の輝度の変化量を誇張
して表現している。

【００１５】図４（イ）の補正が施されない輝度分布で
は、１画面中の両端部９１、９２については輝度分布が
不感領域以下になっており、人は画像を暗いと認知し不
快に感ずる。また、ランダムノイズ９３は不感領域内で
あるので、人が不快に感じない。図４（ロ）のシェーデ
ィング補正が施された輝度分布では、シェーディング補
正されたことにより、各エリア毎の平均輝度レベルは、
中心エリア（図２中のｄ４及びｄ５）の平均輝度レベル
である図中の補正目標レベルに合せ込まれる。また、各
エリア内の輝度分布は全て不感領域内に入っている。ま
た、ランダムノイズ９３ａも不感領域内であるので、人
が不快に感じない。図４（ハ）のシェーディング補正後
に更に画面全体（全エリア）に同一値のアパーチャー補
正係数によりアパーチャー補正が施された輝度分布で
は、輝度分布中のランダムノイズ９３ｂ（図中左側の凸
の部分）が不感領域から突出している。これは、補正前
の図４（イ）におけるランダムノイズ９３等の凸凹のレ
ベルが同程度あり、また、アパーチャー補正処理により
ランダムノイズ９３ｂおよび他の濃度差発生部に付加さ
れる輪郭強調量は各エリア共同一であっても、アパーチ
ャー補正される前のシェーディング補正量が周辺部分の
輝度信号ほど大きいため、そのシェーディング補正用の
ゲインによりランダムノイズ９３ｂの突出量が他のラン
ダムノイズの突出量よりも大きくなるためである。すな
わち、ランダムノイズ９３ｂは、他のランダムノイズよ
りもシェーディング補正によるゲインが多いためランダ
ムノイズ９３ｂの突出量も他のランダムノイズよりも大
きくなり、更に、その上に全エリアに同一レベルの輪郭
強調量が付加されたため、ランダムノイズ９３ｂのみ不
感領域から突出してしまったものである。本実施形態で
は、図４（ハ）に示したようなランダムノイズ９３ｂが
不感領域から突出する事態を防止するために、図３に示
したようにアパーチャー補正ルックアップテーブル２７
を用いて画像信号に対するアパーチャー補正（輪郭強調
量）をエリア毎に可変制御する。また、本実施形態で
は、図３のアパーチャー補正ルックアップテーブル２７
中に示したように、シェーディング補正係数が大きい場
合、即ち、シェーディング補正のゲイン量が多い場合に
は、ランダムノイズ９３ａ等が不感領域から突出しない
ように、アパーチャー補正係数を小さくしている。図３
中のエリアｄ１およびエリアｄ８では、シェーディング
補正のゲイン量が多いため、アパーチャー補正係数が他
のエリアｄ２〜エリアｄ７の１．３に比べて１．１と小
さくなっている。このように、各エリア毎にシェーディ
ング補正する際のゲイン量に対応させてアパーチャー補
正係数（輪郭強調量）を設定することによりランダムノ
イズ９３等が不感領域から突出しないように画像信号
（輝度信号）を補正することができる。

【００１６】ここで、輪郭強調量の設定方法について図
５を用いて説明する。図５は、輪郭部の輝度信号（アパ
ーチャー信号）の入力レベルと出力レベルをの関係を示
す図であり、横軸（ｘ軸）がアパーチャー信号の入力レ
ベルを示し、縦軸（y軸）がアパーチャー信号の出力レ
ベルを示している。コアリングレベル６０は、入力アパ
ーチャー信号に対してどこから輪郭強調を施すかを決め
る範囲、逆に見れば、輪郭強調処理が実行されない入力
レベル範囲の幅を示している。本実施形態では、例え
ば、このコアリングレベル６０を広げるように可変制御
することにより、輪郭強調量を可変制御して設定し、ラ
ンダムノイズ９３ａ等が不感領域から突出しないように
そのエリアのアパーチャー補正係数を小さくするか、ラ
ンダムノイズ９３が発生するエリアに輪郭強調処理が実
施されないようにすることができる。アパーチャーゲイ
ン７０は、入力アパーチャー信号に対して出力アパーチ
ャー信号をどれだけ増幅（輪郭を強調）するか、すなわ
ち、輪郭強調量を示している。本実施形態では、例え
ば、このアパーチャーゲイン７０を可変制御することに
より、輪郭強調量を可変制御して設定し、ランダムノイ
ズ９３ａ等が不感領域から突出しないようにそのエリア
のアパーチャー補正係数を小さくするか、ランダムノイ
ズ９３が発生するエリアに輪郭強調処理が実施されない
ようにすることができる。アパーチャーリミット８１、
８２は、入力アパーチャー信号に対して出力アパーチャ
ー信号の増幅度が一定となることにより入力アパーチャ
ー信号に対してどのレベルまで輪郭強調を施すかを決め
るかの範囲を示している。本実施形態では、例えば、こ
のアパーチャーリミット８１、８２の入力レベル範囲を
可変制御することにより、輪郭強調量を可変制御して設
定し、ランダムノイズ９３ａ等が不感領域から突出しな
いようにそのエリアのアパーチャー補正係数を小さくす
るか、ランダムノイズ９３が発生するエリアに輪郭強調
処理が実施されないようにすることができる。本実施形
態では、上記何れかの方法あるいは上記各方法の組み合
わせによりランダムノイズ９３ａ等に対する輪郭強調量
を抑えて、ランダムノイズ９３ａ等が不感領域から突出
しないようにできる。

【００１７】また、本実施形態のアパーチャー補正回路
２１（輪郭強調手段）は、図２及び図３に示した各エリ
ア内を更に周波数領域毎に複数の領域に分割した各領域
毎に輪郭強調量を設定するようにできる。その場合に
は、シェーディング補正回路１３に用いられるゲイン量
に対応させた輪郭強調量を、各周波数領域毎に異なる画
像の空間的周波数に基づいて変化させるようにする。こ
のように構成することにより、例えば、空間周波数に基
づいて達成される開放感を保ちつつ画質劣化を防止しＳ
／Ｎ比を改善することができる。また、上記したよう
に、絞り・シャッタ２の絞り値、撮像レンズ１のズーム
位置、撮像レンズ１の合焦位置、ストロボ装置４０の配
光特性等の違いに応じて、画像信号に対して図４（ロ）
に示すよりも大きなシェーディング補正が実施される場
合がある。その場合には、シェーディング補正係数の変
わる各エリアの境界における輝度差が大きくなり、この
境界の輝度差が輪郭と判断される。すると、アパーチャ
ー補正回路２１によりエリア境界の輝度差が強調され不
感領域から突出する場合がある。本実施形態では、絞り
・シャッタ２の絞り値、撮像レンズ１のズーム位置、撮
像レンズ１の合焦位置、ストロボ装置４０の配光特性等
の違い、及び、ストロボ装置発光の有無によりエリア毎
の輪郭強調量を最適であるように設定し、エリア境界の
輝度差が強調され不感領域から突出しないようにでき
る。従って、本実施形態を用いることにより、画像情報
（画像データ）の画質劣化を防止しＳ／Ｎ比を改善する
ことができる。なお、本実施形態に示したエリアの分割
数、シェーディング補正係数、アパーチャー補正係数は
一例であり、本発明はこれに限られるものではないこと
はいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】上記のように請求項１の本発明では、シ
ェーディング補正処理と輪郭強調処理を共に実施するこ
とにより生ずる画質の劣化を、輪郭強調量を変化させる
ことによって減少させ、Ｓ／Ｎ比を改善することができ
る。請求項２の本発明では、撮像レンズのズーム位置に
よって変化するシェーディング補正量を予め知ることが
できるので、各々のズーム位置における最適な輪郭強調
量を得ることができ、画質の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比
を改善することができる。請求項３の本発明では、絞り
値によって変化するシェーディング補正量を予め知るこ
とができるので、各々の絞り値における最適な輪郭強調
量を得ることができ、画質の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比
を改善することができる。請求項４の本発明では、撮像
レンズの合焦位置によって変化するシェーディング補正
量を予め知ることができるので、各々の合焦位置におけ
る最適な輪郭強調量を得ることができ、画質の劣化を減
少させ、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。請求項５の
本発明では、ストロボ装置の発光の有無によって変化す
るシェーディング補正量を予め知ることができるので、
ストロボ装置を発光した時、発光しない時、各々の時に
おける最適な輪郭強調量を得ることができ、画質の劣化
を減少させ、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。請求項
６の本発明では、輪郭成分の周波数特性を知ることによ
り、周波数別に輪郭強調量を変えるので、解像感を保ち
つつ、画質の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比を改善すること
ができる。請求項７の本発明では、記憶すべきシェーデ
ィング補正量のデータを少なくすることができるので、
コストダウンおよびカメラを小型化することができる。
請求項８の本発明では、輪郭強調のゲインを変えること
により、画質の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比を改善するこ
とができる。請求項９の本発明では、コアリングレベル
を変えることにより、画質の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比
を改善することができる。請求項１０の本発明では、ア
パーチャーリミットのレベルを変えることにより、画質
の劣化を減少させ、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の画像処理装置の全体構成
を示すブロック図である。

【図２】図１に示したシェーディング補正ルックアップ
テーブルの一例を示す図である。

【図３】図１に示したアパーチャー補正ルックアップテ
ーブルの一例を示す図である。

【図４】図２あるいは図３に示した１画面分のテーブル
中のＡ−Ａ'間の１水平ラインについて画像信号の輝度
分布を示した図であり、（イ）が補正前の輝度分布を示
し、（ロ）がシェーディング補正された輝度分布を示
し、（ハ）がシェーディング補正後更に全エリア同一値
のアパーチャー補正係数を用いてアパーチャー補正され
た輝度分布を示す。

【図５】輪郭部の輝度信号（アパーチャー信号）の入力
レベルと出力レベルをの関係を示す図である。

【符号の説明】１・・・撮像レンズ、２・・・絞り・シャッタ、３・・
・ＣＣＤ、４・・・ズームモータ、５・・・絞り・シャ
ッタモータ、６・・・フォーカスモータ、７・・・ＴＧ
回路、８・・・モータドライバ、９・・・ＣＤＳ回路、
１０・・・ＡＧＣ回路、１１・・・Ａ／Ｄ回路、１２・
・・ＣＤＳ・Ａ／Ｄ（ＩＣ）、１３・・・シェーディン
グ補正回路、１４・・・４Ｈメモリ、１５・・・色分離
回路、１６・・・信号補間回路、１７・・・ＷＢ（ホワ
イトバランス）回路、１８・・・γ補正回路、１９・・
・色差マトリックス回路、２０・・・ＪＰＥＧ回路、２
１・・・アパーチャー補正回路、２２・・・ＳＳＧ回
路、２３・・・メモリーコントローラー、２４・・・信
号処理部、２５・・・フレームバッファ、２６・・・シ
ェーディング補正ルックアップテーブル、２７・・・ア
パーチャー設定ルックアップテーブル、２８・・・ＲＡ
Ｍ（ＣＰＵ内蔵）、２９・・・ＣＰＵ、３０・・・記録
媒体、３１・・・フラッシュＲＯＭ、４０・・・ストロ
ボ装置、５０・・・画像処理装置（デジタルカメラ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの入射光を焦点位置に結像さ
せる撮像レンズと、入射光を入力画像データに変換する
受光手段と、１画面を複数エリアに分割した各エリア分
の入力画像データに対してシェーディング補正を行なう
シェーディング補正手段と、前記各エリア毎に輪郭強調
量を設定する輪郭強調手段と、を有する画像処理装置に
おいて、前記輪郭強調手段は、前記シェーディング補正手段が入
力画像データを前記各エリア毎にシェーディング補正す
る際のゲイン量に対応させて、輪郭強調量を設定するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、被写体からの入射光の倍率を変更させるために撮像
レンズの配置位置を変更可能なズーム手段と、前記撮像
レンズの配置位置の違いに応じて異なるシェーディング
補正係数を予め記憶する記憶手段と、を備え、前記シェーディング補正手段は、前記撮像レンズの配置
位置の違いに応じて異なるシェーディング補正係数を用
いて前記ゲイン量を決定することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項３】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、入射光が通過可能な開口面積を変更することにより
入射光の光量を調整する絞り手段と、絞り手段の開口面
積に対応する絞り値の違いに応じて異なるシェーディン
グ補正係数を予め記憶する記憶手段と、を備え、前記シェーディング補正手段は、前記絞り手段の絞り値
の違いに応じて異なるシェーディング補正係数を用いて
前記ゲイン量を決定することを特徴とする画像処理装
置。
【請求項４】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、被写体までの距離に対応して撮像レンズの配置位置
を変更可能な合焦手段と、前記撮像レンズの配置位置の
違いに応じて異なるシェーディング補正係数を予め記憶
する記憶手段と、を備え、前記シェーディング補正手段は、前記撮像レンズの配置
位置の違いに応じて異なるシェーディング補正係数を用
いて前記ゲイン量を決定することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項５】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、被写体画像に向けて補助光を照射する補助光照射手
段と、前記補助光照射手段の配光特性の違いに応じて異
なるシェーディング補正係数を予め記憶する記憶手段
と、を備え、前記補助光照射手段を用いる場合に、前記シェーディン
グ補正手段は、前記配光特性の違いに応じて異なるシェ
ーディング補正係数を用いて前記ゲイン量を決定するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、前記輪郭強調手段は、前記各エリア内を更に周波数
領域毎に複数の領域に分割した各領域毎に輪郭強調量を
設定可能であり、前記シェーディング補正手段のゲイン
量に対応させた輪郭強調量を、各周波数領域毎に異なる
画像の空間的周波数に基づいて変化させることを特徴と
する画像処理装置。
【請求項７】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、被写体画像からの入射倍率を変更させるために撮像
レンズの配置位置を変更可能なズーム手段と、入射光が
通過可能な開口面積を変更することにより入射光の光量
を調整する絞り手段と、被写体までの距離に対応して撮
像レンズの配置位置を変更可能な合焦手段と、請求項２
乃至４に記載した各シェーディング補正係数を各々独立
した状態にて格納する記憶手段と、を備え、前記シェーディング補正手段は、前記ズーム手段、絞り
手段、合焦手段の各状態に基づいて前記各シェーディン
グ補正係数を掛け合わせて前記ゲイン量を決定すること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項８】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、前記輪郭強調手段は、輪郭強調量を可変制御するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】請求項１に記載した画像処理装置におい
て、前記輪郭強調手段は、輪郭強調処理が実行されない
入力信号のレベル幅を可変制御することにより、前記輪
郭強調量を可変制御することを特徴とする画像処理装
置。
【請求項１０】請求項１に記載した画像処理装置にお
いて、前記輪郭強調手段は、輪郭強調信号の出力レベル
が一定である入力レベル範囲を可変制御することによ
り、前記輪郭強調量を可変制御することを特徴とする画
像処理装置。