JP2004241991A - 撮像装置、画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】色収差補正を良好に機能させるとともに、効率的に色収差補正を行うことのできる画像処理技術を実現し、また色収差補正のためのパラメータの記憶容量を低下させること。
【解決手段】撮像素子２１から得られる画像信号に対し、画像処理部２２が、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成される。制御部２５は、画像処理部２２から取得する処理対象画素の位置情報に基づいて、当該画素に適用する画像フィルタを決定するように構成される。例えば、色収差補正用フィルタと色補間処理用フィルタとが合成され、一つの画像フィルタが生成される。
【選択図】 図１
【解決手段】撮像素子２１から得られる画像信号に対し、画像処理部２２が、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成される。制御部２５は、画像処理部２２から取得する処理対象画素の位置情報に基づいて、当該画素に適用する画像フィルタを決定するように構成される。例えば、色収差補正用フィルタと色補間処理用フィルタとが合成され、一つの画像フィルタが生成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置又は画像処理装置等における画像処理技術に関し、特に、撮影光学系を介して入射する光像を光電変換して得られる画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等の撮像装置では撮影光学系（撮影レンズ）を介して被写体からの光像がＣＣＤ等の撮像素子に導かれるように構成されている。
【０００３】
ところが近年、撮像素子の小型化、高画素化が進み、撮影光学系に要求される収差補正条件は設計的に厳しくなりつつある。加えて、撮影光学系に対しても小型化の要請がなされており、光学系の設計はさらに厳しくなってきている。
【０００４】
撮影光学系の収差のうち、特に目障りとなる収差として倍率色収差（以下、単に色収差ともいう。）があり、倍率色収差を画像処理によって補正する技術として、例えば、出力された画像信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分ごとにメモリに記憶し、撮影レンズのズーム、フォーカスの状態に応じて画素単位で移動させて合成することにより、倍率色収差を補正する技術（特許文献１）や、撮像素子を４個のＣＣＤで構成し、各ＣＣＤの位置に応じて倍率色収差を補正する技術（特許文献２）が知られている。
【０００５】
ところで、例えば、特許文献３に示されるように、撮像素子としてＣＣＤ等の単板カラー撮像素子を用いると、各画素は３原色のうちのいずれか１つの原色成分に対応した電荷のみが蓄積されるため、各画素についてＲＧＢ全ての色成分の信号を得るためには色補間処理（画素補間処理）を施すことが必要である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３５６８号公報
【特許文献２】
特開平６−３５０９０４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０９２２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び２のいずれの技術においても、色補間処理より下流の工程で色収差補正処理が行われており、色収差の含まれている画像に対して色補間処理が行われた後に色収差補正がなされるので、色収差補正を適切かつ十分に機能させることが困難であった。その結果、従来においても色収差補正処理は行われるものの、依然として再現画像に色収差が目立つという問題が生じていた。
【０００８】
また、従来は色収差を補正する際に用いるパラメータ等を記憶する際に、記憶量を低減させることについては考慮されておらず、近年のように、撮像素子の高画素化が著しく進むと、パラメータ等の記憶に必要な容量が膨大な量となって装置の小型化の障壁となるだけでなく、高コスト化を招くという問題が生じうる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、色収差補正を良好に機能させるとともに、効率的に色収差補正を行うことのできる画像処理技術を実現し、また色収差補正のためのパラメータの記憶容量を低下させることのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックを規定し、各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータを記憶する記憶手段と、前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記記憶手段からパラメータを読み出して、前記撮影光学系によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で同様に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮影光学系によって生ずる色収差を近似するためのパラメータを記憶する記憶手段と、処理対象である画素の位置と前記撮影光学系の撮影時の撮影条件に応じて、前記パラメータを取得して近似関数による演算を行うことにより、前記撮影光学系の色収差によるずれ量を推定し、前記撮像素子から得られる画像に対する色収差補正を前記ずれ量に応じて行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行う画像処理装置において、前記画像信号を入力する入力手段と、前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行うための画像処理プログラムであって、コンピュータを、前記画像信号を入力する入力手段、及び、前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段、として機能させるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。本実施形態では、デジタルカメラ等の撮像装置において色収差補正を良好に行うための構成例を示す。
【００１７】
図１は、撮像装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１は本体部２とレンズユニット３とを備えており、レンズユニット３は本体部２と分離可能に構成されている。
【００１８】
レンズユニット３は、撮影光学系３１とズーム制御部３２と絞り制御部３３とフォーカス制御部３４とを備えて構成される。撮影光学系３１は、被写体からの光像を本体部２に導くために、光軸Ｌ上に配置されたレンズ３１ａ及び絞り板３１ｂを備えている。ズーム制御部３２は撮影光学系３１を駆動して焦点距離を変化させることにより、撮影倍率を変化させる。絞り制御部３３は撮影光学系３１に含まれる絞り板３１ｂの開口径を調整する。またフォーカス制御部３４は被写体と撮像装置との撮影距離に応じて適切な合焦状態が実現されるように撮影光学系３１を駆動する。これらズーム制御部３２、絞り制御部３３及びフォーカス制御部３４は、それぞれ本体部２の制御部２５から与えられる制御信号に基づいて撮影光学系３１を駆動制御するようになっている。
【００１９】
一方、本体部２は、撮像素子２１と画像処理部２２と画像メモリ２３と表示部２４と制御部２５と操作部２６とメモリ２７とを備えて構成される。
【００２０】
撮像素子２１は例えば単板式のＣＣＤイメージセンサ等によって構成され、光軸Ｌに垂直な受光面２１ａに複数の画素が二次元的に配置された構造を有し、受光面２１ａの中心が光軸Ｌの中心に一致するように配置される。図２は撮像素子２１の受光面を示す図である。図２に示すように、撮像素子２１の受光面にはいわゆるベイヤー配列の色フィルタアレイが配置されており、各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれか１つの色成分の光を受光するように構成されている。そのため、各画素には受光する色成分の光量に応じた電荷が蓄積される。このように撮像素子２１においては、ＲＧＢ３原色のうち画素毎に異なる色成分が検出されて画素信号が生成され、複数の画素信号の集合によって１フレーム分のカラー画像信号が形成される。すなわち、撮像素子２１は撮影光学系３１を介して入射する光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する機能を有している。そして、それによって得られる画像信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によって例えば１２ビットのデジタル信号に変換され、画像処理部２２に出力される。
【００２１】
画像処理部２２に出力される画像信号は、各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれかの色成分の情報を有するとともに、撮影光学系３１による色収差を含む画像信号となっている。
【００２２】
一般に、撮影光学系３１によって生ずる色収差は、撮像素子２１の受光面において光軸Ｌの中心から離れる程、大きくなる。図４は、撮影光学系３１が、ある撮影条件である場合の倍率色収差図であり、画像中心（光軸Ｌの中心）からの距離ｒと、Ｇ成分の光の結像位置に対する、Ｒ成分の光の結像位置のずれ量（Δｒ）との関係を示している。図４に示す、Ｒ成分光の色収差１０１は、Ｒ成分の光のＧ成分に対する画像上の光軸中心を基準とする半径方向のずれとして光学シミュレーションや実測から求められるものであり、色収差１０１は光軸Ｌの中心からの距離が離れる程、大きくなる。すなわち、被写体の同一位置からの光であっても、Ｇ成分の結像位置とＲ成分の結像位置が同一にならず、そのずれ量は画像周辺部に向かうに従って大きくなる。
【００２３】
また、Ｂ成分の光についても同様である。一般に、Ｇ成分を基準とすると、Ｂ成分の光の収差は、Ｒ成分の光の収差の反対側（すなわち、図４では−Δｒ側）に現れ、Ｒ成分と同様に、光軸Ｌの中心からの距離が離れる程、大きくなる。
【００２４】
そのため、画像処理部２２では、撮影光学系３１による色収差が補正されるように構成される。ただし、画像処理部２２では、後述するように、色収差補正処理だけでなく、その他各種画像処理が行われるように構成される。
【００２５】
そして画像処理部２２にて画像処理の施された画像信号は画像メモリ２３及び表示部２４の少なくとも一方に出力される。画像メモリ２３は半導体メモリ等によって構成される画像信号記録用の記録媒体であり、例えばメモリカード等のように撮像装置１に対して着脱可能に構成されていてもよい。また、表示部２４は本体部２の背面側等に設けられる表示デバイスであり、例えば液晶ディスプレイ等によって構成される。
【００２６】
操作部２６は撮像装置１に対してユーザが操作入力を行うために設けられたスイッチやボタン等の操作部材であり、操作部２６に対して行われる操作内容は電気信号に変換されて制御部２５に与えられる。
【００２７】
制御部２５は本体部２に内蔵されたＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能であり、本体部２に設けられた各種部材を制御するとともに、レンズユニット３に設けられたズーム制御部３２、絞り制御部３３及びフォーカス制御部３４に対して制御信号を送出することにより撮影光学系３１の状態を制御するように構成される。例えば、ユーザが操作部２６に対して撮影倍率を変更する操作を行うと、制御部２５がその操作量に基づいてズーム制御部３２に焦点距離を変更するための制御信号を送出する。このため、制御部２５は撮影時における撮影光学系の状態（以下、これを撮影条件という。）を識別することができる。
【００２８】
また、制御部２５は、画像処理部２２において色補間処理及び色収差補正処理が行われる際に適用される画像フィルタ（以下、単にフィルタという。）を決定し、そのフィルタを画像処理部２２に与えるように構成される。このフィルタを決定するために、本体部２にはメモリ２７が設けられており、メモリ２７には撮影光学系３１の光学特性及び撮影時の撮影条件に基づく各種パラメータが格納されている。したがって、制御部２５はメモリ２７に格納される情報を参照することによってフィルタを決定するように構成される。
【００２９】
そして、画像処理部２２は、撮像素子２１から得られる画像信号に色補間処理及び色収差補正処理を行う際、制御部２５から与えられるフィルタを用いてフィルタ演算を行うように構成される。
【００３０】
図３は画像処理部２２の詳細構成の一例を示すブロック図である。画像処理部２２において、撮像素子２１から得られる画像信号は、ＷＢ（ホワイトバランス）回路４１に入力され、ＲＧＢのレベル変換が行われることでホワイトバランスが調整される。
【００３１】
ホワイトバランスの調整が行われた後、画像信号はフィルタ演算回路４２に入力され、フィルタを用いたフィルタ演算によって、各画素について色補間処理が行われるとともに、撮影光学系３１による色収差を補正するための色収差補正処理が行われる。
【００３２】
色補間処理は、各画素がＲ，Ｇ，Ｂいずれか１つの原色成分に関する情報しか持っていないため、各画素において欠落する他の原色成分の情報を周辺の画素の値を基に推測する処理である。この色補間処理により、各画素に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ１２ｂｉｔの情報が与えられることになる。
【００３３】
一般に、色補間処理では、図５に示すようなフィルタ係数を有するフィルタ２０１が適用される。そして処理対象画素の補間すべき色成分に応じてフィルタ２０１からフィルタ係数を選択しつつ、フィルタ演算を行うことにより、各画素について欠落する色成分の情報を周辺画素の色成分から推測して求めることができるようになっている。なお、このようなフィルタ２０１のフィルタ係数の設定とフィルタ作用については、特開２０００−２８７２１９号公報に詳細に開示されている。
【００３４】
また、色収差補正処理は、上述した撮影光学系３１による色収差を補正するための処理であり、特に画像周辺部において目立つ、Ｇ成分とＲ，Ｂ成分それぞれとの結像位置のずれを補正するためのものである。
【００３５】
一般に、色収差補正処理では、図６に示すようなフィルタ係数が偏って分布する非対称形のフィルタ２０２が適用される。フィルタ２０２は例えばＲ成分の結像位置がＧ成分に対し、１．５画素分右上方向にずれた場合の色収差を補正するためのフィルタ構造となっており、処理対象画素（フィルタ中心の画素）に関するＲ成分の情報を右上方向に位置する４画素から推測して求めることができるようになっている。換言すれば、フィルタ２０２は、色収差によって結像位置が移動した画素信号を画像中心に対して移動させる機能を有し、画素信号の移動によって色収差を補正しうるフィルタである。なお、このようなフィルタ２０２のフィルタ係数の設定とフィルタ作用については、特開平５−３５６８号公報（上記特許文献１）に詳細に開示されている。また、このようなフィルタ２０２はＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて求められる。
【００３６】
そして、フィルタ演算回路４２では、色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うために、図５のフィルタ２０１と、図６のフィルタ２０２とをコンボリューション演算などによって合成した、図７に示すようなフィルタ２０３を用いてフィルタ演算が行われる。フィルタ演算回路４２で適用されるフィルタは、制御部２５からの指令に基づいて、画素毎に変更される。このため、フィルタ演算回路４２は、制御部２５に対して処理対象である画素の位置情報を制御部２５に伝えるように構成される。そして、その位置情報に基づいて、制御部２５がＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて当該画素の処理に適したフィルタ（色補間処理用フィルタと色収差補正用フィルタとを合成したフィルタ）を決定し、そのフィルタをフィルタ演算回路４２に与えるように構成される。なお、制御部２５におけるフィルタ演算回路４２において適用されるフィルタの決定手法については後述する。
【００３７】
フィルタ演算回路４２において色補間処理及び色収差補正処理が行われた後、各画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、リニアマトリクス回路４３において、所定の補正処理が行われた後、γ補正回路４４に入力される。γ補正回路４４において、画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はγ補正テーブル（ＲＧＢガンマＬＵＴ）４４ａによって、表示ディスプレイの再現特性に応じた補正が行われる。さらに、γ補正回路４４においては、各画素１２ｂｉｔの信号が８ｂｉｔに圧縮される。
【００３８】
８ｂｉｔに圧縮された画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、次に、色差マトリクス回路４５に入力される。色差マトリクス回路４５は、変換用のマトリクスであるＹマトリクス４５ａ、Ｃｒマトリクス４５ｂ、Ｃｂマトリクス４５ｃを備えており、ＲＧＢの原色成分をもつ色空間が、輝度成分（Ｙ）と、色差成分（Ｃｒ，Ｃｂ）とをもつ色空間に変換される。
【００３９】
色差マトリクス回路４５から出力される輝度信号Ｙは、輪郭強調フィルタ回路４６に入力される。輪郭強調フィルタ回路４６において、輝度信号Ｙは３つに分岐される。分岐された輝度信号Ｙのうち１つは、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ回路）４６ｂを通過し、１つは、ＬＰＦ（ローパスフィルタ回路）４６ａを通過する。他の１つは、線分抽出回路４６ｆに入力される。
【００４０】
ＨＰＦ４６ｂを通過した輝度信号Ｙからは、高周波成分が検出され、この検出された高周波成分をアンプ４６ｃに入力して増幅させた後、さらにベースクリップ４６ｄにおいて所定値以上の高周波成分のみが検出され、出力される。
【００４１】
そして、加算器４６ｅにおいて、ＬＰＦ４６ａを通過した輝度信号Ｙに、ベースクリップ４６ｄから出力された所定値以上の高周波成分を加算することによって、輝度信号Ｙは輪郭強調されたうえで出力される。
【００４２】
線分抽出回路４６ｆにおいては、ソーベル線分抽出フィルタを用いることによって、輝度信号Ｙから線分成分が抽出される。線分抽出回路４６ｆに入力された輝度信号Ｙは、バッファ（図示せず）に蓄積されており、このバッファに蓄積された輝度信号Ｙをもとに処理対象画素の線分抽出処理が行われる。例えば、線分抽出フィルタは３行３列の行列形式で表現され、対象画素の輝度信号Ｙ、及び、対象画素の８近傍の画素の輝度信号Ｙを使って線分抽出処理が行われる。したがって、バッファには少なくともこれら９画素の輝度信号Ｙが蓄積されている必要があり、３行３列の９画素の輝度信号Ｙについて、線分抽出フィルタとそれぞれパターンマッチングを行うことにより対象画素が線分成分であるか否かを判定するように構成され、線分成分である場合にはその線分成分の検出レベルが検出される。この線分抽出回路４６ｆにおける具体的な処理内容として、例えば特開平２００２−２０９２２４号公報（上記特許文献３）に記載されているものを適用することができる。
【００４３】
線分抽出回路４６ｆが線分成分を抽出すると、線分クロマキラー回路４７には、線分成分として判別された画素の位置情報と、当該画素における線分成分の検出レベルとが入力される。
【００４４】
線分クロマキラー回路４７では、入力した線分成分の検出レベルを基に、Ｃｒ，Ｃｂの両色差成分に対して色差信号（以下の説明においては、適宜、色差成分の電気信号を色差信号Ｃｒ，Ｃｂと表す。）の抑圧処理を行う。つまり、線分クロマキラー回路４７は、入力した線分成分の検出レベルをもとに、線分クロマキラー設定ルックアップテーブル（線分クロマキラー設定ＬＵＴ）４７ａを参照して色差信号Ｃｒ，Ｃｂの抑圧度を求め、乗算器４７ｂ，４７ｃによって抑圧度に応じた色差信号Ｃｒ，Ｃｂの抑圧処理を行うように構成されている。この線分クロマキラー回路４７における具体的な処理内容として、例えば特開平２００２−２０９２２４号公報（上記特許文献３）に記載されているものを適用することができる。そして、線分クロマキラー回路４７では、線分成分の検出レベルに応じて、抑圧制御の程度が変更されるので、出力画像に不自然さが残らないような画像処理が行われる。
【００４５】
以上の処理によって出力される、輪郭強調処理が施された輝度信号Ｙ、及び、抑圧制御が行われた色差信号Ｃｒ，Ｃｂからなる画像信号は、一旦バッファ４８に格納される。そして図１に示すように、画像表示を行うときには、バッファ４８から表示部２４に対して画像信号が出力され、また、画像記録を行うときには、バッファ４８から画像メモリ２３に対して画像信号が出力される。例えば、画像表示が行われる場合には、バッファ４８に格納された画像信号が所定のビデオ信号に変換されて出力される。また画像記録が行われる場合には、バッファ４８に格納された画像信号に対してＪＰＥＧ符号化等の所定の圧縮処理が施されて出力される。
【００４６】
次に、制御部２５におけるフィルタの特定処理について具体的に説明する。
【００４７】
図４に示したように、撮影光学系３１がある撮影条件にある場合において、Ｇ成分に対するＲ成分の色収差１０１は撮影光学系３１の特性によって予め光学シミュレーションや実測によって特定しておくことができる。そして、撮影光学系３１がある撮影条件にある場合の実際のＲ成分の色収差１０１を近似する近似関数１０２を予め制御部２５に設定しておく（図４参照）。例えば、近似関数１０２を３次関数で近似する場合、画像中心（光軸Ｌの中心に一致する位置）からの距離をｒとし、距離ｒにおけるＲ成分とＧ成分とのずれ量をｆ（ｒ）とすれば、近似関数１０２は、
ｆ（ｒ）＝ａｒ３＋ｂｒ２＋ｃｒ＋ｄ … 数式１
として表すことができる。ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは近似関数の各系数であり、撮影光学系３１の撮影条件によって定まる値である。そして係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ異なる撮影条件ごとにメモリ２７に予め格納されている。
【００４８】
図８は、Ｒ成分について、メモリ２７に格納される撮影条件と近似関数の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄとの関係の一例を示す図である。図８に示すように、焦点距離、撮影距離及び絞り値によって規定される撮影条件ごとに、近似関数１０２の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが異なり、撮影条件が決まることによって各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが特定されるようになっている。ただし、処理対象となる画素の位置が異なれば、図８に示すような関係も別の関係になるので、メモリ２７には、画素毎に撮影条件と近似関数１０２との関係が格納されることになる。
【００４９】
なお、Ｂ成分についてもＲ成分の場合と同様のことが言える。すなわち、Ｂ背成分の光は、Ｇ成分を基準とした場合、Ｒ成分がずれる方向とは逆の方向にずれる。そのため、Ｂ成分については、メモリ２７に、撮影条件と近似関数との関係が図９に示すように、Ｒ成分とは逆の符号となって格納される。
【００５０】
図１０は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面を示す図であり、画像中心が光軸Ｌの中心に一致する場合を示している。図１０に示すように、画像平面には画像中心Ｐ０を基準（０，０）として水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸が定められており、処理対象画素がＰ１である場合、制御部２５はフィルタ演算回路４２から現在の処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）を取得し、その位置情報から画像中心Ｐ０と処理対象画素Ｐ１との距離ｒを求める。すなわち、
ｒ＝√（Ｘ２＋Ｙ２） … 数式２
の演算を行うことにより、距離ｒを求める。
【００５１】
そして制御部２５は、メモリ２７から撮影条件に応じた係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを読み出し、距離ｒを数式１に代入して演算を行うことにより、処理対象画素Ｐ１におけるずれ量Δｒ＝ｆ（ｒ）を求める。このような演算を行うことによって、図１０に示すように、処理対象画素Ｐ１におけるＲ成分の光は色収差によって画素位置Ｐ２に移動した状態となっていることが判明する。
【００５２】
この画素位置Ｐ２への移動量Δｒに基づいて、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに平行な移動成分を求めると、Ｘ軸に平行な移動成分Δｒｘは、
Δｒｘ＝Δｒ・Ｘ／ｒ … 数式３
として、Ｙ軸に平行な移動成分Δｒｙは、
Δｒｙ＝Δｒ・Ｙ／ｒ … 数式４
として、それぞれ表すことができる。なお、数式３の右辺におけるＸは処理対象画素Ｐ１のＸ座標であり、数式４の右辺におけるＹは処理対象画素Ｐ１のＹ座標である。
【００５３】
したがって、処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）から色収差による結像位置のずれ量Δｒが求められ、さらにそのずれ量ΔｒのＸ成分（Δｒｘ）とＹ成分（Δｒｙ）とを求めることができる。そして処理対象画素Ｐ１のＲ成分の信号値を求める際に、処理対象画素Ｐ１の位置（Ｘ，Ｙ）からＸ方向にΔｒｘ、Ｙ方向にΔｒｙ、それぞれずれた位置にある画素Ｐ２の情報を参照することで、適切な色収差が補正されることになる。
【００５４】
図６に示したフィルタ２０２は、上記のような演算により、色収差によるずれ量のＸ軸及びＹ軸のそれぞれについて１．５画素である場合を示すものである。つまり、画像平面において処理対象画素Ｐ１からＸ方向及びＹ方向のそれぞれに１．５画素ずつ移動した位置には、適切な情報を有する画素が存在しないため、その周辺に位置する４画素の情報から処理対象画素Ｐ１の情報を生成するように、図６のフィルタは構成されている。
【００５５】
つまり、一般化すれば、制御部２５は、Ｘ方向及びＹ方向の各ずれ量に応じて、そのずれた先に位置する画素の情報を参照して処理対象画素Ｐ１の情報を生成するように色収差補正用フィルタを決定することになる。
【００５６】
そしてさらに、制御部２５は、メモリ２７に予め格納された色補間処理用のフィルタ２０１（例えば図５参照）と、上記のようにして決定される色収差補正用のフィルタ２０２（例えば図６参照）とに基づき、コンボリューション演算等を行うことによって、色補間処理と色収差補正処理とを同時に実行するためのフィルタ２０３（例えば図７参照）を生成し、そのフィルタ２０３を画像処理部２２のフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。
【００５７】
つまり、制御部２５は、処理対象画素Ｐ１についてのＲ，Ｂ成分の信号値を求めるためのフィルタをフィルタ演算回路４２に出力する際には、Ｒ，Ｂ成分のそれぞれについての色補間処理用フィルタと、Ｒ，Ｂ成分のそれぞれについての色収差補正用フィルタとを合成したフィルタを求めることになる。ただし、Ｇ成分については、本実施形態において色収差は生じていないものと取り扱っているので、Ｇ成分についての色補間処理用フィルタがそのままフィルタ演算回路４２に出力されることになる。
【００５８】
そしてフィルタ演算回路４２では、上記のようにして制御部２５から与えられるフィルタを適用してフィルタ演算が行われ、特に処理対象画素Ｐ１のＲ成分及びＢ成分それぞれの信号値を求める際には、色補間処理と色収差補正処理とが同時に行われることになる。
【００５９】
なお、上記において、近似関数１０２は距離ｒを引数とした３次関数によって表現した場合を例示したが、近似関数１０２は距離の二乗（ｒ２）を引数とした３次関数として表してもよい。図１１は距離ｒ２を引数とした場合の収差特性の一例を示す図である。図１１のように、距離ｒ２を引数としてもＲ成分の色収差１０４は、図４における色収差１０１とほぼ同様の形態になる。図１１に示すように、近似関数１０３を距離の二乗（ｒ２）を引数として定義する。例えば、
ｆ（ｒ）＝ａ（ｒ２）３＋ｂ（ｒ２）２＋ｃ（ｒ２）＋ｄ … 数式５
のように近似関数を規定する。この場合、処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）から引数を求める際に、数式２のようにルート演算を行う必要がなくなり、効率的に引数を求めることが可能になる。
【００６０】
以上のように、本実施形態の撮像装置１では、画素毎に異なる色成分を検出するように構成された撮像素子２１から得られる画像信号に対し、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成されているので、色収差補正を高精度に機能させることができる。すなわち、従来のように色補間処理が色収差補正よりも先に行われてしまうと、色収差による影響が周辺画素にまで及んでしまい、画素毎に良好な色収差補正を行うことができないが、本実施形態のように、色補間処理と色収差補正とを同時に行うことにより、そのような問題は生じず、色収差補正を良好に行うことが可能になる。また、画像処理によって色収差が補正されるため、撮影光学系３１に厳しい設計条件が課されることはなく、撮影光学系３１の設計における自由度が向上する。
【００６１】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子２１における各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれか１つの色成分を検出するように構成されており、画像処理部２２では、色収差補正処理として、３原色のうちの少なくとも２つの色成分についてそれぞれ異なるフィルタ演算を行うことにより、少なくとも２つの色成分についての画素信号を画像中心に対して移動させる処理を行うように構成される。すなわち、Ｒ成分及びＢ成分について、それぞれの色成分に適したフィルタを用いてフィルタ演算が行われることによって、Ｇ成分を基準としたときの色収差を解消するように構成されている。そのため、撮影光学系３１に高度な設計を行わなくとも、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【００６２】
また、撮像装置１の画像処理部２２は、フィルタ演算に適用するフィルタとして、色補間処理を行うためのフィルタ係数と、画素信号の移動を行うためのフィルタ係数（すなわち、色収差補正処理を行うためのフィルタ係数）とを合成した係数を有するフィルタを採用してフィルタ演算を行うように構成されるため、色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うことが可能になる。
【００６３】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮影光学系３１によって生ずる色収差を補正するための複数のフィルタをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素の位置に応じた近似関数を適用することによって、メモリ２７に記憶される複数のフィルタのうちから色収差補正に適用するフィルタを特定し、該フィルタを用いて撮像素子２１から得られる画像に対する色収差補正を行うように構成されている。このため、色収差補正を行うための複雑な移動計算を画素ごとに行う必要がなく、比較的簡単なフィルタ演算によって色収差を補正することが可能なようになっている。
【００６４】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮影光学系３１によって生ずる色収差を近似するためのパラメータをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素の位置と撮影光学系３１の撮影時の撮影条件とに応じて、メモリ２７からパラメータを取得して近似関数１０２による演算を行うことにより、撮影光学系３１の色収差によるずれ量を推定するように構成されている。そして、撮像素子２１から得られる画像に対する色収差補正を推定されるずれ量に応じて行うように構成されている。したがって、近似関数１０２によって色収差が規定されるので、撮影光学系３１によって生ずる色収差のパターンを全てメモリ２７に登録しておく場合に比して、メモリ２７に記憶すべき情報量を低減することができ、メモリ２７の記憶容量を削減することができる。その結果、撮像装置１のコスト低減及び小型化を実現することができる。
【００６５】
また、その近似関数１０２が、処理対象である画素の画像中心からの距離ｒを引数とする近似関数であるので、メモリ２７に記憶するパラメータの記憶量を低減することができるようになっている。すなわち、例えば、処理対象画素Ｐ１の位置座標（Ｘ，Ｙ）毎にパラメータを記憶する場合には、画像平面における全ての座標についてパラメータを規定しておく必要があるが、本実施形態のように画像中心からの距離ｒを引数とすれば、画像中心から等距離にある画素については同一のパラメータを適用することが可能になり、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。
【００６６】
また、近似関数１０２を、処理対象である画素の画像中心からの距離ｒの二乗を引数とする近似関数で表現することにより、演算効率が向上し、色収差補正を効率的に行うことが可能になる。
【００６７】
さらに、本実施形態の撮像装置１では、撮影光学系３１の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができるように、撮影条件に応じて色収差補正を行うためのパラメータが変更されるように構成されている。
【００６８】
なお、本実施形態においては、制御部２５が画像処理部２２において適用されるフィルタを求める場合を例示したが、制御部２５における上述したフィルタ決定機能が画像処理部２２において実現されるように構成されてもよい。
【００６９】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、本実施形態における撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００７０】
上記第１の実施の形態では、制御部２５がＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて近似関数に基づく演算を行う場合を例示した。しかし、上述したようにＢ成分に生ずる色収差は、Ｂ成分の波長の長短がＲ成分と逆の関係にあるため、Ｇ成分を基準とした場合に、Ｒ成分に生ずる色収差と反対側に生ずることが多い。そこで、本実施形態においては、Ｂ成分のパラメータを別途記憶することなく、Ｒ成分についてのパラメータからＢ成分のパラメータを求める場合を例示する。
【００７１】
図１２は撮影光学系３１による色収差特性を示す図であり、Ｒ成分の色収差１０５は、Ｂ成分の色収差１０６とは反対側に現れる。そしてＢ成分の色収差１０６を、ｒ軸を基準に折り曲げると、色収差１０７のようになる。本実施形態は、Ｒ成分とＢ成分との双方に適用可能な１つの近似関数として、色収差１０５と色収差１０７との加重平均をとって得られる近似関数１０８を三次関数で近似する。加重平均の度合いは、撮影光学系３１の着色特性等に鑑みて、例えばＲ成分の色収差１０５の比率が０．５〜１となるように予め設定される。そのようにして設定される近似関数１０８の各係数（上述したａ，ｂ，ｃ，ｄの各パラメータ）をメモリ２７に格納しておく。このように構成することにより、Ｒ成分及びＢ成分についてそれぞれ独立したパラメータをメモリ２７に保有しておく必要がなく、メモリ２７の記憶容量を低減することが可能になる。
【００７２】
そして制御部２５が、Ｒ成分についてフィルタ演算回路４２に出力するフィルタを求める際には、メモリ２７に格納されたパラメータを取得して近似関数１０８に基づく演算を行うことにより、処理対象画素Ｐ１についての色収差（ずれ量）が決定され、そのずれ量に基づいて出力用フィルタ２０３（図７参照）が決定される。
【００７３】
また、Ｒ成分とＢ成分との双方について同一の近似関数１０８が適用されることにより、処理対象画素Ｐ１が同一である場合には、近似関数１０８に基づく演算によって求められる色収差（ずれ量）は同じ値になる。そのため、Ｒ成分について図７に示すような出力用フィルタ２０３が求められた場合、制御部２５は図７のフィルタ２０３を処理対象画素Ｐ１の位置（すなわち、フィルタ中心位置）を基準に対称なフィルタ係数を有するフィルタを生成すれば、Ｂ成分について適用可能な出力用フィルタを求めることができる。
【００７４】
図１３は、図７のフィルタから求められるＢ成分のフィルタの一例を示す図である。図１３に示すように、Ｒ成分について図７のような出力用フィルタ２０３が得られた場合、各フィルタ係数を、フィルタ中心位置を基準に対称移動させることによって図１３に示す出力用フィルタ２０４を得ることができる。
【００７５】
したがって、本実施形態の撮像装置１は、Ｒ成分及びＢ成分の双方の色収差に適用可能な近似関数を規定しておき、Ｒ成分及びＢ成分のうちのいずれか一方について近似関数１０８に基づく演算を行ってフィルタ演算に適用されるフィルタを生成し、他方については近似関数に基づく演算を行うことなくフィルタ係数の対称移動することによってフィルタ演算に適用されるフィルタを生成するように構成される。したがって、他方の色成分についてはメモリ２７にフィルタ生成のためのパラメータを記憶しておく必要がないので、メモリ２７の記憶容量を低減することが可能である。また、いずれか一方の色成分について演算を行えば、他方については複雑な演算を行うことなく最終的なフィルタを生成することができるので、フィルタ生成を行うための演算効率を向上させることが可能になる。
【００７６】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、本実施形態でも撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００７７】
上記第１及び第２の実施形態では、処理対象画素Ｐ１の画像中心からの距離ｒを引数として近似関数による演算を行うことによって色収差によるずれ量を求め、そのずれ量に基づいてフィルタ演算回路４２に適用されるフィルタを求める場合を例示した。しかし、近似関数は撮影光学系３１の光学特性によって求められるものであるため、画像平面における画素位置毎に予め近似関数を適用して演算を行っておくことも可能である。そこで、本実施形態では、演算効率を向上させるために、画像平面における画素位置毎に近似関数を適用して得られるずれ量を予めメモリ２７にルックアップテーブルとして記憶しておく場合について説明する。
【００７８】
数式１における引数ｒは、数式２のように画素位置（Ｘ，Ｙ）から一義的に求めることができる。また、数式１における各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは撮影光学系３１の撮影条件によって予め定められるものであるため、画素位置（Ｘ，Ｙ）毎に、かつ、撮影条件毎に、予め近似関数を適用して求められるＸ方向及びＹ方向へのずれ量Δｒｘ，Δｒｙを求め、その関係をメモリ２７に格納しておく。
【００７９】
図１４は、メモリ２７に格納されるルックアップテーブル３０１の一例を示す図である。図１４に示すように、ルックアップテーブル３０１は、処理対象画素の位置座標（Ｘ，Ｙ）を入力アドレスから指定されることにより、その画素位置に対応した色収差による移動量（ずれ量）Δｒｘ，Δｒｙを出力されるように構成される。
【００８０】
そして図１４に示すようなルックアップテーブル３０１を撮影条件毎に設定することにより、特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。また、そのようなルックアップテーブル３０１をＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて設定しておくことにより、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。
【００８１】
その結果、最終的にフィルタ演算回路４２に出力されるフィルタを決定するまでに要する時間が短縮化され、効率的なフィルタ演算が行われる。
【００８２】
また、この場合、光軸Ｌの中心に一致する画像中心を座標原点に設定すれば、メモリ２７に格納すべき情報量を低減することが可能になる。図１５は画像平面を示す図である。図１５に示すように、画像中心Ｐ０が光軸Ｌの中心に一致しており、画像中心Ｐ０を原点として画素位置を規定するＸＹ座標系が設定されている。
【００８３】
この座標系において第１象限に含まれる画素Ｐ１１に着目し、画素Ｐ１１の座標位置が（Ｘ１，Ｙ１）であるとする。また、Ｙ軸について画素Ｐ１１に対称な画素Ｐ１２は画素位置（−Ｘ１，Ｙ１）であり、Ｘ軸について画素Ｐ１２に対称な画素Ｐ１３は画素位置（−Ｘ１，−Ｙ１）であり、Ｙ軸について画素Ｐ１３に対称な画素Ｐ１４（Ｘ軸について画素Ｐ１１に対称な画素でもある）は画素位置（Ｘ１，−Ｙ１）である。これら４画素Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４は画素中心Ｐ０から等距離にあり、これらの画素が処理対象画素となった場合のＸ方向及びＹ方向についてのずれ量の絶対値は等しくなる。
【００８４】
すなわち、画素Ｐ１１におけるずれ量が（Δｒｘ１，Δｒｙ１）であるとすると、画素Ｐ１２におけるずれ量が（−Δｒｘ１，Δｒｙ１）となり、画素Ｐ１３におけるずれ量が（−Δｒｘ１，−Δｒｙ１）となり、画素Ｐ１４におけるずれ量が（Δｒｘ１，−Δｒｙ１）となる。
【００８５】
したがって、メモリ２７に格納すべきルックアップテーブル３０１は、例えば画像中心を基準に画像平面を４分割し、そのうちの第１象限に関するパラメータのみを格納しておくことが好ましい。そして処理対象画素が第１象限に含まれる場合には、ルックアップテーブル３０１を参照して直ちにＸ，Ｙ各方向のずれ量を求めることができる。また、処理対象画素が画像平面における第２象限〜第４象限に位置する場合には、処理対象画素の座標値の絶対値に基づいてルックアップテーブル３０１を参照することにより、Ｘ，Ｙ各方向のずれ量を求め、それによって得られるずれ量に対して処理対象画素の座標位置に応じた符号を付することによって、適切なずれ量を求めることができる。
【００８６】
すなわち、本実施形態においては、メモリ２７に処理対象画素が画像平面の第１象限に含まれる場合のパラメータのみが格納され、処理対象画素が第１象限以外の領域に含まれる場合には、メモリ２７に格納されたパラメータを利用して座標の対称性を考慮した符号変換を行うことによって適切なパラメータを取得するように構成することが好ましい。このような構成により、メモリ２７に記憶すべき情報量が、画像平面全体について記憶する場合に比して１／４となり、記憶容量の低減に寄与することができる。
【００８７】
なお、上記本実施形態においては、画素位置とずれ量との関係をルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ方向及びＹ方向の各ずれ量に対応させて色収差補正用フィルタをルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納しておいてもよい。この場合、制御部２５は、ＸＹ各方向のずれ量に基づいて、それに対応した色収差補正用フィルタをメモリ２７から読み出すだけで、色収差補正用フィルタを決定することができ、フィルタ決定に要する演算処理の効率化を図ることができる。
【００８８】
また、数式１から明らかなように、撮影条件が決定されれば、画素位置からＸ方向及びＹ方向の各ずれ量は一義的に求まるので、これらを予め求めておき、撮影条件と画素位置とに対応させて色収差補正用フィルタをルックアップテーブルとして、メモリ２７に格納しておいてもよい。
【００８９】
また、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについては、各方向のずれ量とに対応させて、又は、撮影条件と画素位置とに対応させて、予め求められる出力用フィルタ（色補間処理用フィルタと色収差補正用フィルタとを合成したフィルタ）を、ルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納しておいてもよい。この場合、制御部２５において、出力用フィルタを決定するために複雑な演算を行う必要はなく、最も効率的に出力用フィルタを得ることができる。
【００９０】
また、これらの場合においても、メモリ２７に、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタのみを格納しておくように構成し、処理対象画素が第１象限に含まれる場合には、メモリ２７を参照することによってフィルタ演算に適用されるフィルタを直ちに取得する一方、処理対象画素が第１象限に含まれない場合にはメモリ２７に記憶されるフィルタを取得してフィルタ係数の変換を行うことにより、フィルタ演算に適用されるフィルタを求めることができる。
【００９１】
このフィルタ係数の変換について図１６を参照しつつ説明する。例えば、画像平面の第１象限に含まれる画素Ｐ１１（図１５参照）についてメモリ２７を参照することにより、図１６（ａ）に示すようなフィルタ２０３が取得されるとする。この場合、フィルタ２０３はそのままフィルタ演算回路４２に出力されることになる。これに対し、画像平面の第２象限に含まれる画素Ｐ１２（図１５参照）に対するフィルタを生成する場合、メモリ２７を参照すれば、図１６（ａ）に示すようなフィルタ２０３が取得されるので、第１象限と第２象限との座標の対象性に基づいてフィルタ係数の対称移動を行うことによってフィルタ係数の変換を行い、図１６（ｂ）に示すようなフィルタ２０４を生成する。そして制御部２５はフィルタ２０４をフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。また、第３象限及び第４象限に画素が存在する場合も同様であり（例えば図１５の画素Ｐ１３，Ｐ１４）、メモリ２７から得られるフィルタ２０３に対し、座標の対象性に基づいてフィルタ係数の対称移動を行うことによって、それぞれ図１６（ｃ），（ｄ）に示すようなフィルタ２０５，２０６を生成してフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。
【００９２】
このようなフィルタ係数の変換は比較的簡単に行うことができるため、フィルタの生成に要する時間を抑制しつつ、メモリ２７の記憶容量を効果的に削減することが可能である。
【００９３】
また、本実施形態においても、第２の実施の形態で説明したように、Ｒ成分及びＢ成分のうちのいずれか一方についてメモリ２７にパラメータを格納しておき、他方についてはメモリ２７から得られるパラメータを変換（例えばフィルタ計数の対称移動）することによって適切なフィルタを生成するように構成してもよい。一例を挙げると、処理対象画素が第１象限に位置する場合のフィルタであって、Ｒ成分について適用されるフィルタのみをメモリ２７に格納しておき、Ｂ成分に適用するフィルタや、処理対象画素が他の領域に位置する場合のＲ成分に適用するフィルタは、メモリ２７に格納されたフィルタに対するフィルタ係数の変換を行うことによって生成してもよい。このように構成することにより、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。具体的には、Ｒ成分及びＢ成分の双方について全画像領域のパラメータをメモリ２７に格納する場合に比して、記憶容量は１／８に低減させることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態の撮像装置１は、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素信号が第１象限に含まれない場合にはメモリ２７に記憶されるフィルタを変換してフィルタ演算に適用されるフィルタを求めるように構成されている。そのため、画像平面の１／４の領域だけについて画素位置とフィルタとを対応づけた情報をメモリ２７に格納すればよいので、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、ＲＧＢ３原色のうちの特定色について適用されるフィルタのみをメモリ２７に記憶しておき、特定色以外の色成分について処理を行う場合には、メモリ２７に記憶されるフィルタを変換することによって、当該色成分に適合したフィルタを求めるように構成されている。したがって、ＲＧＢ３原色のうちのＲ成分及びＢ成分の２色分について適切なフィルタを格納する場合に比べれば、メモリ２７の記憶容量を効果的に低減することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においても、フィルタ演算に適用されるフィルタは、撮影光学系３１の撮影条件に応じて変更されることは必要であり、そのために撮影条件毎にルックアップテーブルが用意されることになる。
【００９７】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、本実施形態でも撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００９８】
本実施形態では、第３の実施の形態と比較して、メモリ２７の記憶容量をさらに低減させる手法について説明する。図１７は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面を示す図である。本実施形態においては、図１７に示すように、撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックＢ０１，Ｂ０２，Ｂ０３，…を規定し、メモリ２７には、ブロック毎に、当該ブロックに含まれる画素信号が有する色収差（ずれ量）を記憶するように構成される。
【００９９】
制御部２５は、フィルタ演算回路４２から処理対象画素Ｐ１の位置情報を取得すると、処理対象画素Ｐ１が複数のブロックのうちのいずれの領域に含まれるかを判断し、当該ブロックについて定められたずれ量をメモリ２７から取得するように構成されている。
【０１００】
図１８は、本実施形態においてメモリ２７に格納されるルックアップテーブル３０２の一例を示す図である。図１８に示すように、ルックアップテーブル３０２は、処理対象画素の含まれるブロック番号が入力アドレスから指定されることにより、そのブロック番号に対応した色収差による移動量（ずれ量）Δｒｘ，Δｒｙを出力されるように構成される。
【０１０１】
そして図１８に示すようなルックアップテーブル３０２を撮影条件毎に設定することにより、特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。また、そのようなルックアップテーブル３０２をＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて設定しておくことにより、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。
【０１０２】
また、本実施形態においては、ブロック単位で同様の色収差補正が適用されることになるが、同一ブロック内において同様の色収差補正が適用されても視覚的に色収差が目立たない程度に補正されていればよいので、ブロック分割を行う際に、各ブロックにおける実際のずれ量が一定の範囲内に収まるように、分割設定を行えばよい。
【０１０３】
このように画像平面を複数ブロックに分割し、メモリ２７に格納するパラメータをブロック単位とすることにより、メモリ２７に格納すべき情報量を大幅に低減することができ、撮像素子２１の高画素数化に対しても良好に対応することができる。
【０１０４】
また、色収差は画像中心（光軸Ｌの中心）からの距離ｒが大きくなるほど大きくなるため、各ブロックを規定する際には、図１７に示すように、画像中心付近では比較的大きなサイズのブロックが規定され、画像周縁部に向かうにつれて、ブロックが細分化されるように、規定されることが好ましい。このようなブロック構成とすることにより、色収差が顕著に現れる画像周縁部においても色収差補正を良好に機能させることができる。また、色収差の目立たない画像中央部では同一のパラメータが適用される領域を広く確保することができるので、メモリ２７に格納すべき情報量を効率的に低減することができる。
【０１０５】
そして、制御部２５は、処理対象画素Ｐ１についてのずれ量をメモリ２７から取得した後、そのずれ量に基づいて色収差補正用のフィルタを決定し、さらに色補間処理用のフィルタと合成して出力用フィルタを得る。この出力用フィルタはフィルタ演算回路４２に出力され、フィルタ演算回路４２においてフィルタ演算が行われ、色補間処理と色収差補正処理とが同時に行われる。そしてフィルタ演算回路４２においては、撮影光学系３１によって生ずる色収差の補正処理がブロック単位で同様の処理として行われることになる。
【０１０６】
ところで、以上のようなブロック単位での処理が行われる場合、ブロック境界においてパラメータの不整合が生じ、ブロック境界で画像の不連続性が視覚的に目立つことになる可能性がある。そのため、より好ましくは、ブロック境界における不連続性が生じないように、処理対象となるブロックのパラメータだけでなく、その周辺ブロックのパラメータを用いて画素位置に応じた重み付け平均を行ってフィルタ演算に適用するパラメータを生成するように構成される。
【０１０７】
図１９は、重み付け平均の概念を説明するための図である。図１９に示すように、ブロックＢ１２については代表画素Ｐ１２に関する色収差（ずれ量）がメモリ２７に格納されており、ブロックＢ１３，Ｂ２２，Ｂ２３については、それぞれ代表画素Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３に関する色収差（ずれ量）がメモリ２７に格納されているとする。この場合において、処理対象画素Ｐ１がブロックＢ２３に位置するとすると（図１９参照）、処理対象画素Ｐ１は、その周囲を４つの代表画素Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３で取り囲まれている。そのため、処理対象画素Ｐ１についてのずれ量を求める際に、ブロックＢ２３について記憶されたずれ量だけを用いるのではなく、処理対象画素Ｐ１の近傍に位置する４つのブロックＢ１２，Ｂ１３，Ｂ２２，Ｂ２３について記憶されたずれ量をメモリ２７から読み出し、処理対象画素Ｐ１と各代表画素Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３との位置関係を考慮して重み付け平均を行うことにより、処理対象画素Ｐ１における色収差（ずれ量）を求めるように構成される。なお、重み付けの設定については、例えば特開平５−３５６８号公報（上記特許文献１）等に開示されるものを適用することができる。
【０１０８】
このように撮像装置１を、近傍ブロックに格納されたパラメータを用いて重み付け平均を行うことによって処理対象画素Ｐ１に対するパラメータを求めるように構成することで、ブロック境界における不連続性を解消することができ、画質を低下させることなく、良好な色収差補正を行うことが可能になる。
【０１０９】
なお、上記説明においては、メモリ２７に格納されるパラメータが、撮影光学系３１による色収差（ずれ量）である場合を例示した。しかしメモリ２７に格納されるパラメータはこれに限定されるものではなく、各ブロックについて適用される色収差補正用フィルタであってもよいし、フィルタ演算回路４２に出力される出力用フィルタであってもよい。
【０１１０】
以上のように、本実施形態における撮像装置１は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面に対して複数のブロックを規定しておき、メモリ２７には各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータが記憶されるように構成される。そして、撮影時に撮像素子２１から得られる画像信号に対し、メモリ２７からパラメータを読み出して、撮影光学系３１によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で行うように構成されるので、メモリ２７の記憶容量を低減させつつ色収差補正を良好に行うことができる。
【０１１１】
また、撮像素子２１から得られる画像の画像平面に対して規定されるブロックは、画像中心からの距離が大きくなる程、細かくなるように設定されるので、メモリ２７の記憶容量を低減させつつも、画像周縁部の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１１２】
また、ブロック単位で色収差の補正処理を行う際、処理対象画素の位置に応じて、周辺ブロックに適用されるパラメータを読み出して重み付けパラメータを求め、該重み付けパラメータを用いて色収差補正処理を行うように構成されるので、ブロック境界において画像が不連続になることを防止することができる。
【０１１３】
また、上述した画像平面のブロック分割を、例えばＲ成分とＢ成分とでそれぞれ別個に設定してもよい。図２０（ａ），（ｂ）はＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて異なるブロック分割を行う場合の一例を示す図であり、（ａ）はＢ成分の画像について色収差補正を行うためのブロック分割を、（ｂ）はＲ成分の画像について色収差補正を行うためのブロック分割をそれぞれ示している。すなわち、図２０（ａ），（ｂ）には、Ｂ成分の画像の方が、Ｒ成分の画像よりも色収差が大きく現れているを示しており、Ｂ成分についての画像平面のブロック分割がＲ成分のブロック分割よりも細かく分割された状態となっている。このように、撮像素子２１から得られる画像平面に対して規定されるブロックは、色収差補正を行う色成分ごとに異なる状態に規定されてもよい。この場合、色成分ごとに異なる色収差を良好に補正することができ、補正精度を高めることができるだけでなく、メモリ２７の記憶容量を削減することも可能である。
【０１１４】
なお、本実施形態においても、フィルタ演算に適用されるフィルタは、撮影光学系３１の撮影条件に応じて変更されることは必要である。そのため、ブロック分割やメモリ２７に格納されるパラメータは撮影条件毎に設定されることが好ましい。
【０１１５】
また、上記のようにブロック分割した各領域のパラメータをメモリ２７に格納する際、第３の実施の形態で説明したように、画像平面の第１象限の部分のみをメモリ２７に記憶させておき、処理対象画素が他の領域に位置する場合には、第１象限について適用されるパラメータを読み出して処理対象画素の位置に応じた変換処理を行うことによって当該処理対象画素に適用されるパラメータを生成するようにしてもよい。
【０１１６】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。上記第１乃至第４の実施形態では、撮像装置１において画像処理が行われ、その画像処理で色補間処理と色収差補正処理とが行われる場合を例示したが、本実施形態では、撮像装置１から、撮像素子２１で得られる画像信号がそのまま外部機器に出力され、外部機器において色補間処理及び色収差補正処理が行われる場合の構成例について説明する。
【０１１７】
図２１は、本実施形態における画像処理システムの構成を示す図であり、撮像装置１ａとコンピュータ５０とが有線又は無線による通信形態で互いにデータ通信可能なように構成される。撮像装置１ａは、撮影光学系３１を介して入射する被写体からの光を、撮像素子２１で受光し、被写体に関するカラー画像信号を生成するように構成される。なお、撮影光学系３１及び撮像素子２１は、第１の実施の形態で説明したものと同様である。
【０１１８】
制御部２８は撮影光学系３１及び撮像素子２１を制御して撮影動作を統括的に制御するように構成される。このため、制御部２８は撮影光学系３１の撮影条件を把握することができる。
【０１１９】
撮像素子２１における光電変換によって生成される画像信号は、例えば１２ビットのデジタル信号に変換され、出力部２９に与えられる。したがって、撮像素子２１から出力部２９に与えられる画像信号（画像データ）は、撮像素子２１から出力される信号がそのままデジタル化された信号であり、いわゆるＲＡＷデータ（ＲＡＷ画像データ）となっている。そして出力部２９は、撮像素子２１から得られる画像信号に基づいて画像ファイルを作成する。
【０１２０】
図２２は、出力部２９において作成される画像ファイルの一例を示す図である。図２２に示すように、画像ファイル５００には、タグ情報５０１と画像データ５０２とサムネイル画像データとが含まれ、タグ情報５０１には、出力部２９が制御部２８から取得する撮影条件に関する情報が含まれる。すなわち、撮像素子２１の撮影時における解像度、撮影光学系３１の撮影時における焦点距離、絞り値及び撮影距離に関する情報等がタグ情報５０１として画像ファイル５００に含まれる。また、画像データ５０２は撮像素子２１から入力する画像信号（すなわちＲＡＷデータ）である。サムネイル画像データ５０３は出力部２９がＲＡＷデータに基づいて作成するものであるが、本実施形態においてサムネイル画像データ５０３は画像ファイル５００に含まれていなくてもよい。
【０１２１】
そして出力部２９は図２２のような画像ファイル５００をコンピュータ５０に対して送信するように構成される。
【０１２２】
コンピュータ５０は、本体部６０と表示部５１と操作部５２とを備えて構成される。表示部５１はＣＲＴや液晶ディスプレイ等の表示デバイスであり、操作部５２はキーボードやマウス等の操作入力用デバイスである。
【０１２３】
また本体部６０は、ＣＰＵ６１と記憶部６２と入力部６３と入出力部６４とを備えて構成される。入出力部６４はＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体５５に対してアクセス可能なように構成されており、記録媒体５５に格納された情報を読み出したり、記録媒体５５に情報を記録するようになっている。このため、入出力部６４を介して記録媒体５５に格納されたプログラム（画像処理プログラムを含む）をＣＰＵ６１が取得して実行することができるように構成されている。
【０１２４】
そしてＣＰＵ６１が所定の画像処理プログラムを実行することにより、コンピュータ５０において上記各実施形態において説明した色収差補正処理を行う機能が実現される。つまり、ＣＰＵ６１は画像処理部６１ａとして機能することになる。
【０１２５】
ＣＰＵ６１は、入力部６３を介して撮像装置１ａから画像ファイルを入力すると、その画像ファイルを一旦、磁気ディスク装置等で構成された記憶部６２に記録する。
【０１２６】
そして画像処理部６１ａが機能し、記憶部６２に格納された複数の画像ファイル５００のうちから画像処理の対象となる画像ファイルが読み出される。そして画像ファイル５００に含まれるタグ情報を参照しつつ、画像データ（ＲＡＷデータ）に対して色収差補正処理や色補間処理等が施され、ＲＧＢ各色成分の画像データが生成される。
【０１２７】
すなわち、画像処理部６１ａは、タグ情報に含まれる解像度から画像中心（光軸Ｌの中心位置）を決定し、ＲＡＷ画像に対して画像平面を設定する。そして、撮影光学系３１の撮影条件（焦点距離、絞り値及び撮影距離）から撮影光学系による色収差を求め、その色収差を補正するための色収差補正用フィルタを決定する。そして色収差補正用フィルタを用いてＲＡＷ画像データに対するフィルタ演算処理を行うことにより、色収差が補正された画像データが生成される。
【０１２８】
そして色収差補正が行われた画像は、表示部５１に表示されたり、又は記憶部６２に保存されるようになっている。また、コンピュータ５０から外部機器に出力されるように構成されてもよい。
【０１２９】
図２３は、上記のように構成されたコンピュータ５０における処理シーケンスを示すフローチャートである。コンピュータ５０においてＣＰＵ６１が画像処理プログラムを起動させると、各部の初期化処理が行われる（ステップＳ１０）。初期化処理が終了すると、コンピュータ５０は撮像装置１ａから画像ファイルを入力する（ステップＳ１１）。ただし、既に記憶部６２に格納された画像ファイルに対して画像処理を施す場合には、この段階において画像ファイルを入力する必要はない。
【０１３０】
そしてＣＰＵ６１は、表示部５１に対して画像ファイル選択画面を表示させ、ユーザによる選択操作に基づいて記憶部６２から画像処理対象となる画像ファイルを抽出する（ステップＳ１２）。そして、その画像ファイルに含まれるタグ情報から撮影条件を確認し（ステップＳ１３）、その撮影条件に基づいて色収差を補正するためのパラメータを特定する（ステップＳ１４）。なお、記憶部６２には、コンピュータ５０に接続された撮像装置１ａがどのような光学特性を有する撮影光学系であるかを示す情報が予め登録されているものとする。
【０１３１】
そしてステップＳ１３において求められたパラメータに基づいて色収差補正用フィルタが生成され（ステップＳ１５）、ＲＡＷデータに対して色収差補正用フィルタを使ってフィルタ演算が行われることにより、色収差が補正される（ステップＳ１６）。
【０１３２】
色収差が補正された後、ＣＰＵ６１は色補間処理を行う（ステップＳ１７）。この色補間処理は、例えば図５に示したフィルタ２０１を適用したフィルタ演算によって行われる。つまり、本実施形態では、ＲＡＷデータに対して色補間処理よりも前の段階で色収差補正処理が行われるようになっている。そのため、色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことが可能である。ただし、本実施形態においても、上記各実施形態で説明したように色収差補正処理と色補間処理とを同時に行うように構成してもよい。
【０１３３】
そして色収差補正処理及び色補間処理が行われることにより、各画素にＲＧＢ各色成分の情報が含まれた画像信号（画像データ）が生成される。この画像データに対し、γ補正を行って各色成分の画素信号を１２ビットから８ビットに低下させる（ステップＳ１８）。このγ補正により、一般的なγ補正に加えて、階調低下処理が同時に施されることになる。
【０１３４】
そして色空間の変換処理や線分抽出処理等のその他の画像処理が施され（ステップＳ１９）、さらに画像圧縮が行われて記憶部６２への記録処理等が行われる（ステップＳ２０）。
【０１３５】
このようにコンピュータ５０は画像処理装置として機能するものであり、撮像装置１ａから入力する画像信号に対し、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理を、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理よりも前段側で行うように、又は色補間処理と同時に行うように構成される。したがって、色収差補正を高精度に行うことができる。
【０１３６】
また、画像信号の入力時には、当該画像が撮影された際の撮影条件情報をともに入力し、その撮影条件情報に基づいて色収差補正処理に適用するパラメータを決定するように構成されているので、画像処理の対象となる画像がどのような光学条件で撮影されたのかを把握することができ、撮影時の光学条件に適合させて適切な色収差補正を行うことが可能である。
【０１３７】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１３８】
例えば、各実施形態において画像中心が撮影光学系３１の光軸Ｌの中心位置に一致するように配置される場合を例示したが、画像中心と光軸Ｌの中心位置とが一致しない場合には、光軸Ｌの中心位置に基づいてずれ量等のパラメータが規定されてもよい。
【０１３９】
また、図１の撮像装置１においてレンズユニット３が交換可能な場合、本体部２にメモリ２７を設置すると、レンズユニット毎に色収差補正用パラメータをメモリ２７に格納しておかなければならない。そのため、図２４に示すように、メモリ２７をレンズユニット３側に配置してもよい。なお、図２４では図１と同一部材に同一符号を付している。
【０１４０】
なお、上述した内容には、以下の発明概念が含まれる。
【０１４１】
（１）請求項１に記載の撮像装置において、前記撮像素子は、３原色の色成分を有する画像信号を生成するように構成され、前記画像処理手段は、前記色収差補正処理として、前記３原色のうちの少なくとも２つの色成分についてそれぞれ異なるフィルタ演算を行うことにより、前記少なくとも２つの色成分についての画素信号を画像中心に対して移動させることを特徴とする撮像装置。
【０１４２】
これにより、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【０１４３】
（２）上記（１）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記フィルタ演算に適用するフィルタとして、前記色補間処理を行うためのフィルタ係数と、画素信号の移動を行うためのフィルタ係数とを合成した係数を有するフィルタを採用することを特徴とする撮像装置。
【０１４４】
これにより、比較的簡単に色収差補正処理と色補間処理とを同時に行うことができる。
【０１４５】
（３）上記（１）又は（２）に記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタを記憶する記憶手段をさらに備え、前記画像処理手段は、処理対象である画素信号が第１象限に含まれない場合には前記記憶手段に記憶されるフィルタを変換して前記フィルタ演算に適用されるフィルタを求めることを特徴とする撮像装置。
【０１４６】
これにより、記憶手段に記憶する情報量を低減することができる。
【０１４７】
（４）上記（１）又は（２）に記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタであって、前記３原色のうちの特定色について適用されるフィルタを記憶する記憶手段をさらに備え、前記画像処理手段は、前記特定色以外の色成分について処理を行う場合には、前記記憶手段に記憶されるフィルタを変換して前記特定色以外の色成分に適合したフィルタを求めることを特徴とする撮像装置。
【０１４８】
これにより、３原色のうちの１色について記憶手段にフィルタを記憶しておけばよいので、２色分について適切なフィルタを格納する場合に比べれば、記憶手段の記憶容量を効果的に低減することができる。
【０１４９】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタは、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて変更されることを特徴とする撮像装置。
【０１５０】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１５１】
（６）請求項２に記載の撮像装置において、前記撮像素子から得られる画像に対して規定されるブロックは、画像中心からの距離が大きくなる程、細かくなることを特徴とする撮像装置。
【０１５２】
これにより、記憶手段の記憶容量を低減させつつも、画像周縁部の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１５３】
（７）請求項２又は上記（６）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、ブロック単位で色収差の補正処理を行う際、処理対象である画素信号の位置に応じて、周辺ブロックに適用されるパラメータを読み出して重み付けパラメータを求め、該重み付けパラメータを用いて色収差補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【０１５４】
これにより、色収差補正処理を行う際、ブロック境界において画像が不連続になることを防止することができる。
【０１５５】
（８）請求項２又は上記（６）若しくは（７）に記載の撮像装置において、前記撮像素子から得られる画像に対して規定されるブロックは、色収差補正を行う色成分ごとに異なる状態に規定されることを特徴とする撮像装置。
【０１５６】
これにより、色成分ごとに異なる色収差を良好に補正することができ、各色成分について色収差の補正精度を高めることができる。
【０１５７】
（９）請求項２又は上記（６）乃至（８）のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
【０１５８】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１５９】
（１０）請求項３に記載の撮像装置において、前記近似関数は、処理対象である画素の画像中心からの距離を引数とする近似関数であることを特徴とする撮像装置。
【０１６０】
色収差は画像中心（光軸Ｌを中心）とする対称形状として現れるので、近似関数の引数を、画像中心からの距離とすることにより、一つの近似関数で画像平面全体に対応させることが可能でなる。
【０１６１】
（１１）請求項３に記載の撮像装置において、前記近似関数は、処理対象である画素の画像中心からの距離の二乗を引数とする近似関数であることを特徴とする撮像装置。
【０１６２】
これにより、近似関数の引数を画像中心からの距離とする場合に比して、ルート演算が不要となり、効率的に引数を求めることができる。
【０１６３】
（１２）請求項３又は上記（１０）若しくは（１１）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記ずれ量に応じたフィルタ係数を有するフィルタを生成し、フィルタ演算を行うことによって色収差補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【０１６４】
これにより、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【０１６５】
（１３）請求項３又は上記（１０）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
【０１６６】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１６７】
（１４）請求項４に記載の画像処理装置において、前記入力手段は、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力するように構成され、前記画像処理手段は、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする画像処理装置。
【０１６８】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じて適切な色収差補正処理を行うことが可能である。
【０１６９】
（１５）撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行う画像処理方法において、（ａ） 前記画像信号を入力する工程と、（ｂ） 前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う工程と、を有する画像処理方法。
【０１７０】
これにより、色収差補正を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。
【０１７１】
（１６）上記（１５）に記載の画像処理方法において、前記工程（ａ）では、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力し、前記工程（ｂ）では、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする画像処理方法。
【０１７２】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じて適切な色収差補正処理を行うことが可能である。
【０１７３】
（１７）請求項５に記載の画像処理プログラムにおいて、前記入力手段が、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力するように機能させ、前記画像処理手段が、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更するように機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【０１７４】
これにより、コンピュータに、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じた適切な色収差補正処理を行わせることが可能である。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、撮像素子が撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換するように構成され、その撮像素子から得られる画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うので、色収差補正を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。また、色収差補正処理と色補間処理とが同時に行われるので、処理効率の向上が図られる。
【０１７６】
請求項２に記載の発明によれば、撮像素子が撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換するように構成されており、撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックが規定され、記憶手段に、各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータが記憶される。そして、撮像素子から得られる画像信号に対し、記憶手段からパラメータを読み出して、撮影光学系によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で同様に行うように構成される。そのため、記憶手段に記憶されるパラメータはブロック数相当分でよく、記憶手段に格納される情報量を良好に低減することができる。
【０１７７】
請求項３に記載の発明によれば、記憶手段に、撮影光学系によって生ずる色収差を近似するためのパラメータを記憶しておき、処理対象である画素の位置と撮影光学系の撮影時の撮影条件に応じてそのパラメータを取得し、近似関数による演算を行うことによって撮影光学系の色収差によるずれ量を推定し、撮像素子から得られる画像に対する色収差補正をそのずれ量に基づいて行うように構成される。したがって、画素毎に正確なずれ量を記憶しておく場合に比べれば、近似関数を用いてずれ量を推定することができるので、補正精度を一定の範囲に保ちつつ、パラメータの記憶容量を削減することができる。
【０１７８】
請求項４に記載の発明によれば、画像処理装置が、画素毎に異なる色成分を有する画像信号を入力し、その画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成されるため、色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。また、色収差補正処理と色補間処理とが同時に行われるので、処理効率の向上が図られる。
【０１７９】
請求項５に記載の発明によれば、コンピュータにおいて、画像信号に対する色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の受光面を示す図である。
【図３】画像処理部の詳細構成の一例を示すブロック図である。
【図４】ある撮影条件における撮影光学系の倍率色収差図である。
【図５】色補間処理に適用される画像フィルタの一例を示す図である。
【図６】色収差補正処理に適用される画像フィルタの一例を示す図である。
【図７】色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うための画像フィルタの一例を示す図である。
【図８】Ｒ成分について記憶される撮影条件と近似関数の係数との関係の一例を示す図である。
【図９】Ｂ成分について記憶される撮影条件と近似関数の係数との関係の一例を示す図である。
【図１０】撮像素子から得られる画像の画像平面を示す図である。
【図１１】距離の二乗を引数とした場合の色収差特性の一例を示す図である。
【図１２】撮影光学系による色収差特性を示す図である。
【図１３】図７のフィルタから求められるＢ成分のフィルタの一例を示す図である。
【図１４】メモリに格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１５】画像平面を示す図である。
【図１６】フィルタ係数の変換を説明するための図である。
【図１７】撮像素子から得られる画像の画像平面をブロック分割した例を示す図である。
【図１８】メモリに格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１９】重み付け平均の概念を説明するための図である。
【図２０】Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて異なるブロック分割を行う場合の一例を示す図である。
【図２１】画像処理システムの構成を示す図である。
【図２２】画像ファイルの一例を示す図である。
【図２３】コンピュータにおける処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図２４】メモリがレンズユニット側に設けられた撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ 本体部
３ レンズユニット
２１ 撮像素子
２２ 画像処理部（画像処理手段）
２５ 制御部（画像処理手段）
２７ メモリ（記憶手段）
３１ 撮影光学系
５０ コンピュータ（画像処理装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置又は画像処理装置等における画像処理技術に関し、特に、撮影光学系を介して入射する光像を光電変換して得られる画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等の撮像装置では撮影光学系（撮影レンズ）を介して被写体からの光像がＣＣＤ等の撮像素子に導かれるように構成されている。
【０００３】
ところが近年、撮像素子の小型化、高画素化が進み、撮影光学系に要求される収差補正条件は設計的に厳しくなりつつある。加えて、撮影光学系に対しても小型化の要請がなされており、光学系の設計はさらに厳しくなってきている。
【０００４】
撮影光学系の収差のうち、特に目障りとなる収差として倍率色収差（以下、単に色収差ともいう。）があり、倍率色収差を画像処理によって補正する技術として、例えば、出力された画像信号をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分ごとにメモリに記憶し、撮影レンズのズーム、フォーカスの状態に応じて画素単位で移動させて合成することにより、倍率色収差を補正する技術（特許文献１）や、撮像素子を４個のＣＣＤで構成し、各ＣＣＤの位置に応じて倍率色収差を補正する技術（特許文献２）が知られている。
【０００５】
ところで、例えば、特許文献３に示されるように、撮像素子としてＣＣＤ等の単板カラー撮像素子を用いると、各画素は３原色のうちのいずれか１つの原色成分に対応した電荷のみが蓄積されるため、各画素についてＲＧＢ全ての色成分の信号を得るためには色補間処理（画素補間処理）を施すことが必要である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３５６８号公報
【特許文献２】
特開平６−３５０９０４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０９２２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び２のいずれの技術においても、色補間処理より下流の工程で色収差補正処理が行われており、色収差の含まれている画像に対して色補間処理が行われた後に色収差補正がなされるので、色収差補正を適切かつ十分に機能させることが困難であった。その結果、従来においても色収差補正処理は行われるものの、依然として再現画像に色収差が目立つという問題が生じていた。
【０００８】
また、従来は色収差を補正する際に用いるパラメータ等を記憶する際に、記憶量を低減させることについては考慮されておらず、近年のように、撮像素子の高画素化が著しく進むと、パラメータ等の記憶に必要な容量が膨大な量となって装置の小型化の障壁となるだけでなく、高コスト化を招くという問題が生じうる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、色収差補正を良好に機能させるとともに、効率的に色収差補正を行うことのできる画像処理技術を実現し、また色収差補正のためのパラメータの記憶容量を低下させることのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックを規定し、各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータを記憶する記憶手段と、前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記記憶手段からパラメータを読み出して、前記撮影光学系によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で同様に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、前記撮影光学系によって生ずる色収差を近似するためのパラメータを記憶する記憶手段と、処理対象である画素の位置と前記撮影光学系の撮影時の撮影条件に応じて、前記パラメータを取得して近似関数による演算を行うことにより、前記撮影光学系の色収差によるずれ量を推定し、前記撮像素子から得られる画像に対する色収差補正を前記ずれ量に応じて行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行う画像処理装置において、前記画像信号を入力する入力手段と、前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、を備えて構成される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行うための画像処理プログラムであって、コンピュータを、前記画像信号を入力する入力手段、及び、前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段、として機能させるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。本実施形態では、デジタルカメラ等の撮像装置において色収差補正を良好に行うための構成例を示す。
【００１７】
図１は、撮像装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１は本体部２とレンズユニット３とを備えており、レンズユニット３は本体部２と分離可能に構成されている。
【００１８】
レンズユニット３は、撮影光学系３１とズーム制御部３２と絞り制御部３３とフォーカス制御部３４とを備えて構成される。撮影光学系３１は、被写体からの光像を本体部２に導くために、光軸Ｌ上に配置されたレンズ３１ａ及び絞り板３１ｂを備えている。ズーム制御部３２は撮影光学系３１を駆動して焦点距離を変化させることにより、撮影倍率を変化させる。絞り制御部３３は撮影光学系３１に含まれる絞り板３１ｂの開口径を調整する。またフォーカス制御部３４は被写体と撮像装置との撮影距離に応じて適切な合焦状態が実現されるように撮影光学系３１を駆動する。これらズーム制御部３２、絞り制御部３３及びフォーカス制御部３４は、それぞれ本体部２の制御部２５から与えられる制御信号に基づいて撮影光学系３１を駆動制御するようになっている。
【００１９】
一方、本体部２は、撮像素子２１と画像処理部２２と画像メモリ２３と表示部２４と制御部２５と操作部２６とメモリ２７とを備えて構成される。
【００２０】
撮像素子２１は例えば単板式のＣＣＤイメージセンサ等によって構成され、光軸Ｌに垂直な受光面２１ａに複数の画素が二次元的に配置された構造を有し、受光面２１ａの中心が光軸Ｌの中心に一致するように配置される。図２は撮像素子２１の受光面を示す図である。図２に示すように、撮像素子２１の受光面にはいわゆるベイヤー配列の色フィルタアレイが配置されており、各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれか１つの色成分の光を受光するように構成されている。そのため、各画素には受光する色成分の光量に応じた電荷が蓄積される。このように撮像素子２１においては、ＲＧＢ３原色のうち画素毎に異なる色成分が検出されて画素信号が生成され、複数の画素信号の集合によって１フレーム分のカラー画像信号が形成される。すなわち、撮像素子２１は撮影光学系３１を介して入射する光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する機能を有している。そして、それによって得られる画像信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によって例えば１２ビットのデジタル信号に変換され、画像処理部２２に出力される。
【００２１】
画像処理部２２に出力される画像信号は、各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれかの色成分の情報を有するとともに、撮影光学系３１による色収差を含む画像信号となっている。
【００２２】
一般に、撮影光学系３１によって生ずる色収差は、撮像素子２１の受光面において光軸Ｌの中心から離れる程、大きくなる。図４は、撮影光学系３１が、ある撮影条件である場合の倍率色収差図であり、画像中心（光軸Ｌの中心）からの距離ｒと、Ｇ成分の光の結像位置に対する、Ｒ成分の光の結像位置のずれ量（Δｒ）との関係を示している。図４に示す、Ｒ成分光の色収差１０１は、Ｒ成分の光のＧ成分に対する画像上の光軸中心を基準とする半径方向のずれとして光学シミュレーションや実測から求められるものであり、色収差１０１は光軸Ｌの中心からの距離が離れる程、大きくなる。すなわち、被写体の同一位置からの光であっても、Ｇ成分の結像位置とＲ成分の結像位置が同一にならず、そのずれ量は画像周辺部に向かうに従って大きくなる。
【００２３】
また、Ｂ成分の光についても同様である。一般に、Ｇ成分を基準とすると、Ｂ成分の光の収差は、Ｒ成分の光の収差の反対側（すなわち、図４では−Δｒ側）に現れ、Ｒ成分と同様に、光軸Ｌの中心からの距離が離れる程、大きくなる。
【００２４】
そのため、画像処理部２２では、撮影光学系３１による色収差が補正されるように構成される。ただし、画像処理部２２では、後述するように、色収差補正処理だけでなく、その他各種画像処理が行われるように構成される。
【００２５】
そして画像処理部２２にて画像処理の施された画像信号は画像メモリ２３及び表示部２４の少なくとも一方に出力される。画像メモリ２３は半導体メモリ等によって構成される画像信号記録用の記録媒体であり、例えばメモリカード等のように撮像装置１に対して着脱可能に構成されていてもよい。また、表示部２４は本体部２の背面側等に設けられる表示デバイスであり、例えば液晶ディスプレイ等によって構成される。
【００２６】
操作部２６は撮像装置１に対してユーザが操作入力を行うために設けられたスイッチやボタン等の操作部材であり、操作部２６に対して行われる操作内容は電気信号に変換されて制御部２５に与えられる。
【００２７】
制御部２５は本体部２に内蔵されたＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される機能であり、本体部２に設けられた各種部材を制御するとともに、レンズユニット３に設けられたズーム制御部３２、絞り制御部３３及びフォーカス制御部３４に対して制御信号を送出することにより撮影光学系３１の状態を制御するように構成される。例えば、ユーザが操作部２６に対して撮影倍率を変更する操作を行うと、制御部２５がその操作量に基づいてズーム制御部３２に焦点距離を変更するための制御信号を送出する。このため、制御部２５は撮影時における撮影光学系の状態（以下、これを撮影条件という。）を識別することができる。
【００２８】
また、制御部２５は、画像処理部２２において色補間処理及び色収差補正処理が行われる際に適用される画像フィルタ（以下、単にフィルタという。）を決定し、そのフィルタを画像処理部２２に与えるように構成される。このフィルタを決定するために、本体部２にはメモリ２７が設けられており、メモリ２７には撮影光学系３１の光学特性及び撮影時の撮影条件に基づく各種パラメータが格納されている。したがって、制御部２５はメモリ２７に格納される情報を参照することによってフィルタを決定するように構成される。
【００２９】
そして、画像処理部２２は、撮像素子２１から得られる画像信号に色補間処理及び色収差補正処理を行う際、制御部２５から与えられるフィルタを用いてフィルタ演算を行うように構成される。
【００３０】
図３は画像処理部２２の詳細構成の一例を示すブロック図である。画像処理部２２において、撮像素子２１から得られる画像信号は、ＷＢ（ホワイトバランス）回路４１に入力され、ＲＧＢのレベル変換が行われることでホワイトバランスが調整される。
【００３１】
ホワイトバランスの調整が行われた後、画像信号はフィルタ演算回路４２に入力され、フィルタを用いたフィルタ演算によって、各画素について色補間処理が行われるとともに、撮影光学系３１による色収差を補正するための色収差補正処理が行われる。
【００３２】
色補間処理は、各画素がＲ，Ｇ，Ｂいずれか１つの原色成分に関する情報しか持っていないため、各画素において欠落する他の原色成分の情報を周辺の画素の値を基に推測する処理である。この色補間処理により、各画素に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ１２ｂｉｔの情報が与えられることになる。
【００３３】
一般に、色補間処理では、図５に示すようなフィルタ係数を有するフィルタ２０１が適用される。そして処理対象画素の補間すべき色成分に応じてフィルタ２０１からフィルタ係数を選択しつつ、フィルタ演算を行うことにより、各画素について欠落する色成分の情報を周辺画素の色成分から推測して求めることができるようになっている。なお、このようなフィルタ２０１のフィルタ係数の設定とフィルタ作用については、特開２０００−２８７２１９号公報に詳細に開示されている。
【００３４】
また、色収差補正処理は、上述した撮影光学系３１による色収差を補正するための処理であり、特に画像周辺部において目立つ、Ｇ成分とＲ，Ｂ成分それぞれとの結像位置のずれを補正するためのものである。
【００３５】
一般に、色収差補正処理では、図６に示すようなフィルタ係数が偏って分布する非対称形のフィルタ２０２が適用される。フィルタ２０２は例えばＲ成分の結像位置がＧ成分に対し、１．５画素分右上方向にずれた場合の色収差を補正するためのフィルタ構造となっており、処理対象画素（フィルタ中心の画素）に関するＲ成分の情報を右上方向に位置する４画素から推測して求めることができるようになっている。換言すれば、フィルタ２０２は、色収差によって結像位置が移動した画素信号を画像中心に対して移動させる機能を有し、画素信号の移動によって色収差を補正しうるフィルタである。なお、このようなフィルタ２０２のフィルタ係数の設定とフィルタ作用については、特開平５−３５６８号公報（上記特許文献１）に詳細に開示されている。また、このようなフィルタ２０２はＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて求められる。
【００３６】
そして、フィルタ演算回路４２では、色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うために、図５のフィルタ２０１と、図６のフィルタ２０２とをコンボリューション演算などによって合成した、図７に示すようなフィルタ２０３を用いてフィルタ演算が行われる。フィルタ演算回路４２で適用されるフィルタは、制御部２５からの指令に基づいて、画素毎に変更される。このため、フィルタ演算回路４２は、制御部２５に対して処理対象である画素の位置情報を制御部２５に伝えるように構成される。そして、その位置情報に基づいて、制御部２５がＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて当該画素の処理に適したフィルタ（色補間処理用フィルタと色収差補正用フィルタとを合成したフィルタ）を決定し、そのフィルタをフィルタ演算回路４２に与えるように構成される。なお、制御部２５におけるフィルタ演算回路４２において適用されるフィルタの決定手法については後述する。
【００３７】
フィルタ演算回路４２において色補間処理及び色収差補正処理が行われた後、各画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、リニアマトリクス回路４３において、所定の補正処理が行われた後、γ補正回路４４に入力される。γ補正回路４４において、画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はγ補正テーブル（ＲＧＢガンマＬＵＴ）４４ａによって、表示ディスプレイの再現特性に応じた補正が行われる。さらに、γ補正回路４４においては、各画素１２ｂｉｔの信号が８ｂｉｔに圧縮される。
【００３８】
８ｂｉｔに圧縮された画素信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、次に、色差マトリクス回路４５に入力される。色差マトリクス回路４５は、変換用のマトリクスであるＹマトリクス４５ａ、Ｃｒマトリクス４５ｂ、Ｃｂマトリクス４５ｃを備えており、ＲＧＢの原色成分をもつ色空間が、輝度成分（Ｙ）と、色差成分（Ｃｒ，Ｃｂ）とをもつ色空間に変換される。
【００３９】
色差マトリクス回路４５から出力される輝度信号Ｙは、輪郭強調フィルタ回路４６に入力される。輪郭強調フィルタ回路４６において、輝度信号Ｙは３つに分岐される。分岐された輝度信号Ｙのうち１つは、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ回路）４６ｂを通過し、１つは、ＬＰＦ（ローパスフィルタ回路）４６ａを通過する。他の１つは、線分抽出回路４６ｆに入力される。
【００４０】
ＨＰＦ４６ｂを通過した輝度信号Ｙからは、高周波成分が検出され、この検出された高周波成分をアンプ４６ｃに入力して増幅させた後、さらにベースクリップ４６ｄにおいて所定値以上の高周波成分のみが検出され、出力される。
【００４１】
そして、加算器４６ｅにおいて、ＬＰＦ４６ａを通過した輝度信号Ｙに、ベースクリップ４６ｄから出力された所定値以上の高周波成分を加算することによって、輝度信号Ｙは輪郭強調されたうえで出力される。
【００４２】
線分抽出回路４６ｆにおいては、ソーベル線分抽出フィルタを用いることによって、輝度信号Ｙから線分成分が抽出される。線分抽出回路４６ｆに入力された輝度信号Ｙは、バッファ（図示せず）に蓄積されており、このバッファに蓄積された輝度信号Ｙをもとに処理対象画素の線分抽出処理が行われる。例えば、線分抽出フィルタは３行３列の行列形式で表現され、対象画素の輝度信号Ｙ、及び、対象画素の８近傍の画素の輝度信号Ｙを使って線分抽出処理が行われる。したがって、バッファには少なくともこれら９画素の輝度信号Ｙが蓄積されている必要があり、３行３列の９画素の輝度信号Ｙについて、線分抽出フィルタとそれぞれパターンマッチングを行うことにより対象画素が線分成分であるか否かを判定するように構成され、線分成分である場合にはその線分成分の検出レベルが検出される。この線分抽出回路４６ｆにおける具体的な処理内容として、例えば特開平２００２−２０９２２４号公報（上記特許文献３）に記載されているものを適用することができる。
【００４３】
線分抽出回路４６ｆが線分成分を抽出すると、線分クロマキラー回路４７には、線分成分として判別された画素の位置情報と、当該画素における線分成分の検出レベルとが入力される。
【００４４】
線分クロマキラー回路４７では、入力した線分成分の検出レベルを基に、Ｃｒ，Ｃｂの両色差成分に対して色差信号（以下の説明においては、適宜、色差成分の電気信号を色差信号Ｃｒ，Ｃｂと表す。）の抑圧処理を行う。つまり、線分クロマキラー回路４７は、入力した線分成分の検出レベルをもとに、線分クロマキラー設定ルックアップテーブル（線分クロマキラー設定ＬＵＴ）４７ａを参照して色差信号Ｃｒ，Ｃｂの抑圧度を求め、乗算器４７ｂ，４７ｃによって抑圧度に応じた色差信号Ｃｒ，Ｃｂの抑圧処理を行うように構成されている。この線分クロマキラー回路４７における具体的な処理内容として、例えば特開平２００２−２０９２２４号公報（上記特許文献３）に記載されているものを適用することができる。そして、線分クロマキラー回路４７では、線分成分の検出レベルに応じて、抑圧制御の程度が変更されるので、出力画像に不自然さが残らないような画像処理が行われる。
【００４５】
以上の処理によって出力される、輪郭強調処理が施された輝度信号Ｙ、及び、抑圧制御が行われた色差信号Ｃｒ，Ｃｂからなる画像信号は、一旦バッファ４８に格納される。そして図１に示すように、画像表示を行うときには、バッファ４８から表示部２４に対して画像信号が出力され、また、画像記録を行うときには、バッファ４８から画像メモリ２３に対して画像信号が出力される。例えば、画像表示が行われる場合には、バッファ４８に格納された画像信号が所定のビデオ信号に変換されて出力される。また画像記録が行われる場合には、バッファ４８に格納された画像信号に対してＪＰＥＧ符号化等の所定の圧縮処理が施されて出力される。
【００４６】
次に、制御部２５におけるフィルタの特定処理について具体的に説明する。
【００４７】
図４に示したように、撮影光学系３１がある撮影条件にある場合において、Ｇ成分に対するＲ成分の色収差１０１は撮影光学系３１の特性によって予め光学シミュレーションや実測によって特定しておくことができる。そして、撮影光学系３１がある撮影条件にある場合の実際のＲ成分の色収差１０１を近似する近似関数１０２を予め制御部２５に設定しておく（図４参照）。例えば、近似関数１０２を３次関数で近似する場合、画像中心（光軸Ｌの中心に一致する位置）からの距離をｒとし、距離ｒにおけるＲ成分とＧ成分とのずれ量をｆ（ｒ）とすれば、近似関数１０２は、
ｆ（ｒ）＝ａｒ３＋ｂｒ２＋ｃｒ＋ｄ … 数式１
として表すことができる。ただし、ａ，ｂ，ｃ，ｄは近似関数の各系数であり、撮影光学系３１の撮影条件によって定まる値である。そして係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ異なる撮影条件ごとにメモリ２７に予め格納されている。
【００４８】
図８は、Ｒ成分について、メモリ２７に格納される撮影条件と近似関数の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄとの関係の一例を示す図である。図８に示すように、焦点距離、撮影距離及び絞り値によって規定される撮影条件ごとに、近似関数１０２の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが異なり、撮影条件が決まることによって各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄが特定されるようになっている。ただし、処理対象となる画素の位置が異なれば、図８に示すような関係も別の関係になるので、メモリ２７には、画素毎に撮影条件と近似関数１０２との関係が格納されることになる。
【００４９】
なお、Ｂ成分についてもＲ成分の場合と同様のことが言える。すなわち、Ｂ背成分の光は、Ｇ成分を基準とした場合、Ｒ成分がずれる方向とは逆の方向にずれる。そのため、Ｂ成分については、メモリ２７に、撮影条件と近似関数との関係が図９に示すように、Ｒ成分とは逆の符号となって格納される。
【００５０】
図１０は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面を示す図であり、画像中心が光軸Ｌの中心に一致する場合を示している。図１０に示すように、画像平面には画像中心Ｐ０を基準（０，０）として水平方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸が定められており、処理対象画素がＰ１である場合、制御部２５はフィルタ演算回路４２から現在の処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）を取得し、その位置情報から画像中心Ｐ０と処理対象画素Ｐ１との距離ｒを求める。すなわち、
ｒ＝√（Ｘ２＋Ｙ２） … 数式２
の演算を行うことにより、距離ｒを求める。
【００５１】
そして制御部２５は、メモリ２７から撮影条件に応じた係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを読み出し、距離ｒを数式１に代入して演算を行うことにより、処理対象画素Ｐ１におけるずれ量Δｒ＝ｆ（ｒ）を求める。このような演算を行うことによって、図１０に示すように、処理対象画素Ｐ１におけるＲ成分の光は色収差によって画素位置Ｐ２に移動した状態となっていることが判明する。
【００５２】
この画素位置Ｐ２への移動量Δｒに基づいて、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに平行な移動成分を求めると、Ｘ軸に平行な移動成分Δｒｘは、
Δｒｘ＝Δｒ・Ｘ／ｒ … 数式３
として、Ｙ軸に平行な移動成分Δｒｙは、
Δｒｙ＝Δｒ・Ｙ／ｒ … 数式４
として、それぞれ表すことができる。なお、数式３の右辺におけるＸは処理対象画素Ｐ１のＸ座標であり、数式４の右辺におけるＹは処理対象画素Ｐ１のＹ座標である。
【００５３】
したがって、処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）から色収差による結像位置のずれ量Δｒが求められ、さらにそのずれ量ΔｒのＸ成分（Δｒｘ）とＹ成分（Δｒｙ）とを求めることができる。そして処理対象画素Ｐ１のＲ成分の信号値を求める際に、処理対象画素Ｐ１の位置（Ｘ，Ｙ）からＸ方向にΔｒｘ、Ｙ方向にΔｒｙ、それぞれずれた位置にある画素Ｐ２の情報を参照することで、適切な色収差が補正されることになる。
【００５４】
図６に示したフィルタ２０２は、上記のような演算により、色収差によるずれ量のＸ軸及びＹ軸のそれぞれについて１．５画素である場合を示すものである。つまり、画像平面において処理対象画素Ｐ１からＸ方向及びＹ方向のそれぞれに１．５画素ずつ移動した位置には、適切な情報を有する画素が存在しないため、その周辺に位置する４画素の情報から処理対象画素Ｐ１の情報を生成するように、図６のフィルタは構成されている。
【００５５】
つまり、一般化すれば、制御部２５は、Ｘ方向及びＹ方向の各ずれ量に応じて、そのずれた先に位置する画素の情報を参照して処理対象画素Ｐ１の情報を生成するように色収差補正用フィルタを決定することになる。
【００５６】
そしてさらに、制御部２５は、メモリ２７に予め格納された色補間処理用のフィルタ２０１（例えば図５参照）と、上記のようにして決定される色収差補正用のフィルタ２０２（例えば図６参照）とに基づき、コンボリューション演算等を行うことによって、色補間処理と色収差補正処理とを同時に実行するためのフィルタ２０３（例えば図７参照）を生成し、そのフィルタ２０３を画像処理部２２のフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。
【００５７】
つまり、制御部２５は、処理対象画素Ｐ１についてのＲ，Ｂ成分の信号値を求めるためのフィルタをフィルタ演算回路４２に出力する際には、Ｒ，Ｂ成分のそれぞれについての色補間処理用フィルタと、Ｒ，Ｂ成分のそれぞれについての色収差補正用フィルタとを合成したフィルタを求めることになる。ただし、Ｇ成分については、本実施形態において色収差は生じていないものと取り扱っているので、Ｇ成分についての色補間処理用フィルタがそのままフィルタ演算回路４２に出力されることになる。
【００５８】
そしてフィルタ演算回路４２では、上記のようにして制御部２５から与えられるフィルタを適用してフィルタ演算が行われ、特に処理対象画素Ｐ１のＲ成分及びＢ成分それぞれの信号値を求める際には、色補間処理と色収差補正処理とが同時に行われることになる。
【００５９】
なお、上記において、近似関数１０２は距離ｒを引数とした３次関数によって表現した場合を例示したが、近似関数１０２は距離の二乗（ｒ２）を引数とした３次関数として表してもよい。図１１は距離ｒ２を引数とした場合の収差特性の一例を示す図である。図１１のように、距離ｒ２を引数としてもＲ成分の色収差１０４は、図４における色収差１０１とほぼ同様の形態になる。図１１に示すように、近似関数１０３を距離の二乗（ｒ２）を引数として定義する。例えば、
ｆ（ｒ）＝ａ（ｒ２）３＋ｂ（ｒ２）２＋ｃ（ｒ２）＋ｄ … 数式５
のように近似関数を規定する。この場合、処理対象画素Ｐ１の位置情報（Ｘ，Ｙ）から引数を求める際に、数式２のようにルート演算を行う必要がなくなり、効率的に引数を求めることが可能になる。
【００６０】
以上のように、本実施形態の撮像装置１では、画素毎に異なる色成分を検出するように構成された撮像素子２１から得られる画像信号に対し、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成されているので、色収差補正を高精度に機能させることができる。すなわち、従来のように色補間処理が色収差補正よりも先に行われてしまうと、色収差による影響が周辺画素にまで及んでしまい、画素毎に良好な色収差補正を行うことができないが、本実施形態のように、色補間処理と色収差補正とを同時に行うことにより、そのような問題は生じず、色収差補正を良好に行うことが可能になる。また、画像処理によって色収差が補正されるため、撮影光学系３１に厳しい設計条件が課されることはなく、撮影光学系３１の設計における自由度が向上する。
【００６１】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮像素子２１における各画素がＲＧＢ３原色のうちのいずれか１つの色成分を検出するように構成されており、画像処理部２２では、色収差補正処理として、３原色のうちの少なくとも２つの色成分についてそれぞれ異なるフィルタ演算を行うことにより、少なくとも２つの色成分についての画素信号を画像中心に対して移動させる処理を行うように構成される。すなわち、Ｒ成分及びＢ成分について、それぞれの色成分に適したフィルタを用いてフィルタ演算が行われることによって、Ｇ成分を基準としたときの色収差を解消するように構成されている。そのため、撮影光学系３１に高度な設計を行わなくとも、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【００６２】
また、撮像装置１の画像処理部２２は、フィルタ演算に適用するフィルタとして、色補間処理を行うためのフィルタ係数と、画素信号の移動を行うためのフィルタ係数（すなわち、色収差補正処理を行うためのフィルタ係数）とを合成した係数を有するフィルタを採用してフィルタ演算を行うように構成されるため、色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うことが可能になる。
【００６３】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮影光学系３１によって生ずる色収差を補正するための複数のフィルタをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素の位置に応じた近似関数を適用することによって、メモリ２７に記憶される複数のフィルタのうちから色収差補正に適用するフィルタを特定し、該フィルタを用いて撮像素子２１から得られる画像に対する色収差補正を行うように構成されている。このため、色収差補正を行うための複雑な移動計算を画素ごとに行う必要がなく、比較的簡単なフィルタ演算によって色収差を補正することが可能なようになっている。
【００６４】
また、本実施形態の撮像装置１は、撮影光学系３１によって生ずる色収差を近似するためのパラメータをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素の位置と撮影光学系３１の撮影時の撮影条件とに応じて、メモリ２７からパラメータを取得して近似関数１０２による演算を行うことにより、撮影光学系３１の色収差によるずれ量を推定するように構成されている。そして、撮像素子２１から得られる画像に対する色収差補正を推定されるずれ量に応じて行うように構成されている。したがって、近似関数１０２によって色収差が規定されるので、撮影光学系３１によって生ずる色収差のパターンを全てメモリ２７に登録しておく場合に比して、メモリ２７に記憶すべき情報量を低減することができ、メモリ２７の記憶容量を削減することができる。その結果、撮像装置１のコスト低減及び小型化を実現することができる。
【００６５】
また、その近似関数１０２が、処理対象である画素の画像中心からの距離ｒを引数とする近似関数であるので、メモリ２７に記憶するパラメータの記憶量を低減することができるようになっている。すなわち、例えば、処理対象画素Ｐ１の位置座標（Ｘ，Ｙ）毎にパラメータを記憶する場合には、画像平面における全ての座標についてパラメータを規定しておく必要があるが、本実施形態のように画像中心からの距離ｒを引数とすれば、画像中心から等距離にある画素については同一のパラメータを適用することが可能になり、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。
【００６６】
また、近似関数１０２を、処理対象である画素の画像中心からの距離ｒの二乗を引数とする近似関数で表現することにより、演算効率が向上し、色収差補正を効率的に行うことが可能になる。
【００６７】
さらに、本実施形態の撮像装置１では、撮影光学系３１の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができるように、撮影条件に応じて色収差補正を行うためのパラメータが変更されるように構成されている。
【００６８】
なお、本実施形態においては、制御部２５が画像処理部２２において適用されるフィルタを求める場合を例示したが、制御部２５における上述したフィルタ決定機能が画像処理部２２において実現されるように構成されてもよい。
【００６９】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、本実施形態における撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００７０】
上記第１の実施の形態では、制御部２５がＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて近似関数に基づく演算を行う場合を例示した。しかし、上述したようにＢ成分に生ずる色収差は、Ｂ成分の波長の長短がＲ成分と逆の関係にあるため、Ｇ成分を基準とした場合に、Ｒ成分に生ずる色収差と反対側に生ずることが多い。そこで、本実施形態においては、Ｂ成分のパラメータを別途記憶することなく、Ｒ成分についてのパラメータからＢ成分のパラメータを求める場合を例示する。
【００７１】
図１２は撮影光学系３１による色収差特性を示す図であり、Ｒ成分の色収差１０５は、Ｂ成分の色収差１０６とは反対側に現れる。そしてＢ成分の色収差１０６を、ｒ軸を基準に折り曲げると、色収差１０７のようになる。本実施形態は、Ｒ成分とＢ成分との双方に適用可能な１つの近似関数として、色収差１０５と色収差１０７との加重平均をとって得られる近似関数１０８を三次関数で近似する。加重平均の度合いは、撮影光学系３１の着色特性等に鑑みて、例えばＲ成分の色収差１０５の比率が０．５〜１となるように予め設定される。そのようにして設定される近似関数１０８の各係数（上述したａ，ｂ，ｃ，ｄの各パラメータ）をメモリ２７に格納しておく。このように構成することにより、Ｒ成分及びＢ成分についてそれぞれ独立したパラメータをメモリ２７に保有しておく必要がなく、メモリ２７の記憶容量を低減することが可能になる。
【００７２】
そして制御部２５が、Ｒ成分についてフィルタ演算回路４２に出力するフィルタを求める際には、メモリ２７に格納されたパラメータを取得して近似関数１０８に基づく演算を行うことにより、処理対象画素Ｐ１についての色収差（ずれ量）が決定され、そのずれ量に基づいて出力用フィルタ２０３（図７参照）が決定される。
【００７３】
また、Ｒ成分とＢ成分との双方について同一の近似関数１０８が適用されることにより、処理対象画素Ｐ１が同一である場合には、近似関数１０８に基づく演算によって求められる色収差（ずれ量）は同じ値になる。そのため、Ｒ成分について図７に示すような出力用フィルタ２０３が求められた場合、制御部２５は図７のフィルタ２０３を処理対象画素Ｐ１の位置（すなわち、フィルタ中心位置）を基準に対称なフィルタ係数を有するフィルタを生成すれば、Ｂ成分について適用可能な出力用フィルタを求めることができる。
【００７４】
図１３は、図７のフィルタから求められるＢ成分のフィルタの一例を示す図である。図１３に示すように、Ｒ成分について図７のような出力用フィルタ２０３が得られた場合、各フィルタ係数を、フィルタ中心位置を基準に対称移動させることによって図１３に示す出力用フィルタ２０４を得ることができる。
【００７５】
したがって、本実施形態の撮像装置１は、Ｒ成分及びＢ成分の双方の色収差に適用可能な近似関数を規定しておき、Ｒ成分及びＢ成分のうちのいずれか一方について近似関数１０８に基づく演算を行ってフィルタ演算に適用されるフィルタを生成し、他方については近似関数に基づく演算を行うことなくフィルタ係数の対称移動することによってフィルタ演算に適用されるフィルタを生成するように構成される。したがって、他方の色成分についてはメモリ２７にフィルタ生成のためのパラメータを記憶しておく必要がないので、メモリ２７の記憶容量を低減することが可能である。また、いずれか一方の色成分について演算を行えば、他方については複雑な演算を行うことなく最終的なフィルタを生成することができるので、フィルタ生成を行うための演算効率を向上させることが可能になる。
【００７６】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、本実施形態でも撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００７７】
上記第１及び第２の実施形態では、処理対象画素Ｐ１の画像中心からの距離ｒを引数として近似関数による演算を行うことによって色収差によるずれ量を求め、そのずれ量に基づいてフィルタ演算回路４２に適用されるフィルタを求める場合を例示した。しかし、近似関数は撮影光学系３１の光学特性によって求められるものであるため、画像平面における画素位置毎に予め近似関数を適用して演算を行っておくことも可能である。そこで、本実施形態では、演算効率を向上させるために、画像平面における画素位置毎に近似関数を適用して得られるずれ量を予めメモリ２７にルックアップテーブルとして記憶しておく場合について説明する。
【００７８】
数式１における引数ｒは、数式２のように画素位置（Ｘ，Ｙ）から一義的に求めることができる。また、数式１における各係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは撮影光学系３１の撮影条件によって予め定められるものであるため、画素位置（Ｘ，Ｙ）毎に、かつ、撮影条件毎に、予め近似関数を適用して求められるＸ方向及びＹ方向へのずれ量Δｒｘ，Δｒｙを求め、その関係をメモリ２７に格納しておく。
【００７９】
図１４は、メモリ２７に格納されるルックアップテーブル３０１の一例を示す図である。図１４に示すように、ルックアップテーブル３０１は、処理対象画素の位置座標（Ｘ，Ｙ）を入力アドレスから指定されることにより、その画素位置に対応した色収差による移動量（ずれ量）Δｒｘ，Δｒｙを出力されるように構成される。
【００８０】
そして図１４に示すようなルックアップテーブル３０１を撮影条件毎に設定することにより、特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。また、そのようなルックアップテーブル３０１をＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて設定しておくことにより、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。
【００８１】
その結果、最終的にフィルタ演算回路４２に出力されるフィルタを決定するまでに要する時間が短縮化され、効率的なフィルタ演算が行われる。
【００８２】
また、この場合、光軸Ｌの中心に一致する画像中心を座標原点に設定すれば、メモリ２７に格納すべき情報量を低減することが可能になる。図１５は画像平面を示す図である。図１５に示すように、画像中心Ｐ０が光軸Ｌの中心に一致しており、画像中心Ｐ０を原点として画素位置を規定するＸＹ座標系が設定されている。
【００８３】
この座標系において第１象限に含まれる画素Ｐ１１に着目し、画素Ｐ１１の座標位置が（Ｘ１，Ｙ１）であるとする。また、Ｙ軸について画素Ｐ１１に対称な画素Ｐ１２は画素位置（−Ｘ１，Ｙ１）であり、Ｘ軸について画素Ｐ１２に対称な画素Ｐ１３は画素位置（−Ｘ１，−Ｙ１）であり、Ｙ軸について画素Ｐ１３に対称な画素Ｐ１４（Ｘ軸について画素Ｐ１１に対称な画素でもある）は画素位置（Ｘ１，−Ｙ１）である。これら４画素Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４は画素中心Ｐ０から等距離にあり、これらの画素が処理対象画素となった場合のＸ方向及びＹ方向についてのずれ量の絶対値は等しくなる。
【００８４】
すなわち、画素Ｐ１１におけるずれ量が（Δｒｘ１，Δｒｙ１）であるとすると、画素Ｐ１２におけるずれ量が（−Δｒｘ１，Δｒｙ１）となり、画素Ｐ１３におけるずれ量が（−Δｒｘ１，−Δｒｙ１）となり、画素Ｐ１４におけるずれ量が（Δｒｘ１，−Δｒｙ１）となる。
【００８５】
したがって、メモリ２７に格納すべきルックアップテーブル３０１は、例えば画像中心を基準に画像平面を４分割し、そのうちの第１象限に関するパラメータのみを格納しておくことが好ましい。そして処理対象画素が第１象限に含まれる場合には、ルックアップテーブル３０１を参照して直ちにＸ，Ｙ各方向のずれ量を求めることができる。また、処理対象画素が画像平面における第２象限〜第４象限に位置する場合には、処理対象画素の座標値の絶対値に基づいてルックアップテーブル３０１を参照することにより、Ｘ，Ｙ各方向のずれ量を求め、それによって得られるずれ量に対して処理対象画素の座標位置に応じた符号を付することによって、適切なずれ量を求めることができる。
【００８６】
すなわち、本実施形態においては、メモリ２７に処理対象画素が画像平面の第１象限に含まれる場合のパラメータのみが格納され、処理対象画素が第１象限以外の領域に含まれる場合には、メモリ２７に格納されたパラメータを利用して座標の対称性を考慮した符号変換を行うことによって適切なパラメータを取得するように構成することが好ましい。このような構成により、メモリ２７に記憶すべき情報量が、画像平面全体について記憶する場合に比して１／４となり、記憶容量の低減に寄与することができる。
【００８７】
なお、上記本実施形態においては、画素位置とずれ量との関係をルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ方向及びＹ方向の各ずれ量に対応させて色収差補正用フィルタをルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納しておいてもよい。この場合、制御部２５は、ＸＹ各方向のずれ量に基づいて、それに対応した色収差補正用フィルタをメモリ２７から読み出すだけで、色収差補正用フィルタを決定することができ、フィルタ決定に要する演算処理の効率化を図ることができる。
【００８８】
また、数式１から明らかなように、撮影条件が決定されれば、画素位置からＸ方向及びＹ方向の各ずれ量は一義的に求まるので、これらを予め求めておき、撮影条件と画素位置とに対応させて色収差補正用フィルタをルックアップテーブルとして、メモリ２７に格納しておいてもよい。
【００８９】
また、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについては、各方向のずれ量とに対応させて、又は、撮影条件と画素位置とに対応させて、予め求められる出力用フィルタ（色補間処理用フィルタと色収差補正用フィルタとを合成したフィルタ）を、ルックアップテーブルとしてメモリ２７に格納しておいてもよい。この場合、制御部２５において、出力用フィルタを決定するために複雑な演算を行う必要はなく、最も効率的に出力用フィルタを得ることができる。
【００９０】
また、これらの場合においても、メモリ２７に、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタのみを格納しておくように構成し、処理対象画素が第１象限に含まれる場合には、メモリ２７を参照することによってフィルタ演算に適用されるフィルタを直ちに取得する一方、処理対象画素が第１象限に含まれない場合にはメモリ２７に記憶されるフィルタを取得してフィルタ係数の変換を行うことにより、フィルタ演算に適用されるフィルタを求めることができる。
【００９１】
このフィルタ係数の変換について図１６を参照しつつ説明する。例えば、画像平面の第１象限に含まれる画素Ｐ１１（図１５参照）についてメモリ２７を参照することにより、図１６（ａ）に示すようなフィルタ２０３が取得されるとする。この場合、フィルタ２０３はそのままフィルタ演算回路４２に出力されることになる。これに対し、画像平面の第２象限に含まれる画素Ｐ１２（図１５参照）に対するフィルタを生成する場合、メモリ２７を参照すれば、図１６（ａ）に示すようなフィルタ２０３が取得されるので、第１象限と第２象限との座標の対象性に基づいてフィルタ係数の対称移動を行うことによってフィルタ係数の変換を行い、図１６（ｂ）に示すようなフィルタ２０４を生成する。そして制御部２５はフィルタ２０４をフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。また、第３象限及び第４象限に画素が存在する場合も同様であり（例えば図１５の画素Ｐ１３，Ｐ１４）、メモリ２７から得られるフィルタ２０３に対し、座標の対象性に基づいてフィルタ係数の対称移動を行うことによって、それぞれ図１６（ｃ），（ｄ）に示すようなフィルタ２０５，２０６を生成してフィルタ演算回路４２に出力するように構成される。
【００９２】
このようなフィルタ係数の変換は比較的簡単に行うことができるため、フィルタの生成に要する時間を抑制しつつ、メモリ２７の記憶容量を効果的に削減することが可能である。
【００９３】
また、本実施形態においても、第２の実施の形態で説明したように、Ｒ成分及びＢ成分のうちのいずれか一方についてメモリ２７にパラメータを格納しておき、他方についてはメモリ２７から得られるパラメータを変換（例えばフィルタ計数の対称移動）することによって適切なフィルタを生成するように構成してもよい。一例を挙げると、処理対象画素が第１象限に位置する場合のフィルタであって、Ｒ成分について適用されるフィルタのみをメモリ２７に格納しておき、Ｂ成分に適用するフィルタや、処理対象画素が他の領域に位置する場合のＲ成分に適用するフィルタは、メモリ２７に格納されたフィルタに対するフィルタ係数の変換を行うことによって生成してもよい。このように構成することにより、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。具体的には、Ｒ成分及びＢ成分の双方について全画像領域のパラメータをメモリ２７に格納する場合に比して、記憶容量は１／８に低減させることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態の撮像装置１は、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタをメモリ２７に記憶しておき、処理対象である画素信号が第１象限に含まれない場合にはメモリ２７に記憶されるフィルタを変換してフィルタ演算に適用されるフィルタを求めるように構成されている。そのため、画像平面の１／４の領域だけについて画素位置とフィルタとを対応づけた情報をメモリ２７に格納すればよいので、メモリ２７の記憶容量を低減することができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、フィルタ演算に適用されるフィルタであって、ＲＧＢ３原色のうちの特定色について適用されるフィルタのみをメモリ２７に記憶しておき、特定色以外の色成分について処理を行う場合には、メモリ２７に記憶されるフィルタを変換することによって、当該色成分に適合したフィルタを求めるように構成されている。したがって、ＲＧＢ３原色のうちのＲ成分及びＢ成分の２色分について適切なフィルタを格納する場合に比べれば、メモリ２７の記憶容量を効果的に低減することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においても、フィルタ演算に適用されるフィルタは、撮影光学系３１の撮影条件に応じて変更されることは必要であり、そのために撮影条件毎にルックアップテーブルが用意されることになる。
【００９７】
＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、本実施形態でも撮像装置１の構成は、第１の実施の形態において説明したものと同様である。
【００９８】
本実施形態では、第３の実施の形態と比較して、メモリ２７の記憶容量をさらに低減させる手法について説明する。図１７は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面を示す図である。本実施形態においては、図１７に示すように、撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックＢ０１，Ｂ０２，Ｂ０３，…を規定し、メモリ２７には、ブロック毎に、当該ブロックに含まれる画素信号が有する色収差（ずれ量）を記憶するように構成される。
【００９９】
制御部２５は、フィルタ演算回路４２から処理対象画素Ｐ１の位置情報を取得すると、処理対象画素Ｐ１が複数のブロックのうちのいずれの領域に含まれるかを判断し、当該ブロックについて定められたずれ量をメモリ２７から取得するように構成されている。
【０１００】
図１８は、本実施形態においてメモリ２７に格納されるルックアップテーブル３０２の一例を示す図である。図１８に示すように、ルックアップテーブル３０２は、処理対象画素の含まれるブロック番号が入力アドレスから指定されることにより、そのブロック番号に対応した色収差による移動量（ずれ量）Δｒｘ，Δｒｙを出力されるように構成される。
【０１０１】
そして図１８に示すようなルックアップテーブル３０２を撮影条件毎に設定することにより、特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。また、そのようなルックアップテーブル３０２をＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて設定しておくことにより、Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて特定の撮影条件における色収差による移動量を、演算処理を行うことなく迅速に取得することが可能になる。
【０１０２】
また、本実施形態においては、ブロック単位で同様の色収差補正が適用されることになるが、同一ブロック内において同様の色収差補正が適用されても視覚的に色収差が目立たない程度に補正されていればよいので、ブロック分割を行う際に、各ブロックにおける実際のずれ量が一定の範囲内に収まるように、分割設定を行えばよい。
【０１０３】
このように画像平面を複数ブロックに分割し、メモリ２７に格納するパラメータをブロック単位とすることにより、メモリ２７に格納すべき情報量を大幅に低減することができ、撮像素子２１の高画素数化に対しても良好に対応することができる。
【０１０４】
また、色収差は画像中心（光軸Ｌの中心）からの距離ｒが大きくなるほど大きくなるため、各ブロックを規定する際には、図１７に示すように、画像中心付近では比較的大きなサイズのブロックが規定され、画像周縁部に向かうにつれて、ブロックが細分化されるように、規定されることが好ましい。このようなブロック構成とすることにより、色収差が顕著に現れる画像周縁部においても色収差補正を良好に機能させることができる。また、色収差の目立たない画像中央部では同一のパラメータが適用される領域を広く確保することができるので、メモリ２７に格納すべき情報量を効率的に低減することができる。
【０１０５】
そして、制御部２５は、処理対象画素Ｐ１についてのずれ量をメモリ２７から取得した後、そのずれ量に基づいて色収差補正用のフィルタを決定し、さらに色補間処理用のフィルタと合成して出力用フィルタを得る。この出力用フィルタはフィルタ演算回路４２に出力され、フィルタ演算回路４２においてフィルタ演算が行われ、色補間処理と色収差補正処理とが同時に行われる。そしてフィルタ演算回路４２においては、撮影光学系３１によって生ずる色収差の補正処理がブロック単位で同様の処理として行われることになる。
【０１０６】
ところで、以上のようなブロック単位での処理が行われる場合、ブロック境界においてパラメータの不整合が生じ、ブロック境界で画像の不連続性が視覚的に目立つことになる可能性がある。そのため、より好ましくは、ブロック境界における不連続性が生じないように、処理対象となるブロックのパラメータだけでなく、その周辺ブロックのパラメータを用いて画素位置に応じた重み付け平均を行ってフィルタ演算に適用するパラメータを生成するように構成される。
【０１０７】
図１９は、重み付け平均の概念を説明するための図である。図１９に示すように、ブロックＢ１２については代表画素Ｐ１２に関する色収差（ずれ量）がメモリ２７に格納されており、ブロックＢ１３，Ｂ２２，Ｂ２３については、それぞれ代表画素Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３に関する色収差（ずれ量）がメモリ２７に格納されているとする。この場合において、処理対象画素Ｐ１がブロックＢ２３に位置するとすると（図１９参照）、処理対象画素Ｐ１は、その周囲を４つの代表画素Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３で取り囲まれている。そのため、処理対象画素Ｐ１についてのずれ量を求める際に、ブロックＢ２３について記憶されたずれ量だけを用いるのではなく、処理対象画素Ｐ１の近傍に位置する４つのブロックＢ１２，Ｂ１３，Ｂ２２，Ｂ２３について記憶されたずれ量をメモリ２７から読み出し、処理対象画素Ｐ１と各代表画素Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２３との位置関係を考慮して重み付け平均を行うことにより、処理対象画素Ｐ１における色収差（ずれ量）を求めるように構成される。なお、重み付けの設定については、例えば特開平５−３５６８号公報（上記特許文献１）等に開示されるものを適用することができる。
【０１０８】
このように撮像装置１を、近傍ブロックに格納されたパラメータを用いて重み付け平均を行うことによって処理対象画素Ｐ１に対するパラメータを求めるように構成することで、ブロック境界における不連続性を解消することができ、画質を低下させることなく、良好な色収差補正を行うことが可能になる。
【０１０９】
なお、上記説明においては、メモリ２７に格納されるパラメータが、撮影光学系３１による色収差（ずれ量）である場合を例示した。しかしメモリ２７に格納されるパラメータはこれに限定されるものではなく、各ブロックについて適用される色収差補正用フィルタであってもよいし、フィルタ演算回路４２に出力される出力用フィルタであってもよい。
【０１１０】
以上のように、本実施形態における撮像装置１は、撮像素子２１から得られる画像の画像平面に対して複数のブロックを規定しておき、メモリ２７には各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータが記憶されるように構成される。そして、撮影時に撮像素子２１から得られる画像信号に対し、メモリ２７からパラメータを読み出して、撮影光学系３１によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で行うように構成されるので、メモリ２７の記憶容量を低減させつつ色収差補正を良好に行うことができる。
【０１１１】
また、撮像素子２１から得られる画像の画像平面に対して規定されるブロックは、画像中心からの距離が大きくなる程、細かくなるように設定されるので、メモリ２７の記憶容量を低減させつつも、画像周縁部の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１１２】
また、ブロック単位で色収差の補正処理を行う際、処理対象画素の位置に応じて、周辺ブロックに適用されるパラメータを読み出して重み付けパラメータを求め、該重み付けパラメータを用いて色収差補正処理を行うように構成されるので、ブロック境界において画像が不連続になることを防止することができる。
【０１１３】
また、上述した画像平面のブロック分割を、例えばＲ成分とＢ成分とでそれぞれ別個に設定してもよい。図２０（ａ），（ｂ）はＲ成分及びＢ成分のそれぞれについて異なるブロック分割を行う場合の一例を示す図であり、（ａ）はＢ成分の画像について色収差補正を行うためのブロック分割を、（ｂ）はＲ成分の画像について色収差補正を行うためのブロック分割をそれぞれ示している。すなわち、図２０（ａ），（ｂ）には、Ｂ成分の画像の方が、Ｒ成分の画像よりも色収差が大きく現れているを示しており、Ｂ成分についての画像平面のブロック分割がＲ成分のブロック分割よりも細かく分割された状態となっている。このように、撮像素子２１から得られる画像平面に対して規定されるブロックは、色収差補正を行う色成分ごとに異なる状態に規定されてもよい。この場合、色成分ごとに異なる色収差を良好に補正することができ、補正精度を高めることができるだけでなく、メモリ２７の記憶容量を削減することも可能である。
【０１１４】
なお、本実施形態においても、フィルタ演算に適用されるフィルタは、撮影光学系３１の撮影条件に応じて変更されることは必要である。そのため、ブロック分割やメモリ２７に格納されるパラメータは撮影条件毎に設定されることが好ましい。
【０１１５】
また、上記のようにブロック分割した各領域のパラメータをメモリ２７に格納する際、第３の実施の形態で説明したように、画像平面の第１象限の部分のみをメモリ２７に記憶させておき、処理対象画素が他の領域に位置する場合には、第１象限について適用されるパラメータを読み出して処理対象画素の位置に応じた変換処理を行うことによって当該処理対象画素に適用されるパラメータを生成するようにしてもよい。
【０１１６】
＜５．第５の実施の形態＞
次に、第５の実施の形態について説明する。上記第１乃至第４の実施形態では、撮像装置１において画像処理が行われ、その画像処理で色補間処理と色収差補正処理とが行われる場合を例示したが、本実施形態では、撮像装置１から、撮像素子２１で得られる画像信号がそのまま外部機器に出力され、外部機器において色補間処理及び色収差補正処理が行われる場合の構成例について説明する。
【０１１７】
図２１は、本実施形態における画像処理システムの構成を示す図であり、撮像装置１ａとコンピュータ５０とが有線又は無線による通信形態で互いにデータ通信可能なように構成される。撮像装置１ａは、撮影光学系３１を介して入射する被写体からの光を、撮像素子２１で受光し、被写体に関するカラー画像信号を生成するように構成される。なお、撮影光学系３１及び撮像素子２１は、第１の実施の形態で説明したものと同様である。
【０１１８】
制御部２８は撮影光学系３１及び撮像素子２１を制御して撮影動作を統括的に制御するように構成される。このため、制御部２８は撮影光学系３１の撮影条件を把握することができる。
【０１１９】
撮像素子２１における光電変換によって生成される画像信号は、例えば１２ビットのデジタル信号に変換され、出力部２９に与えられる。したがって、撮像素子２１から出力部２９に与えられる画像信号（画像データ）は、撮像素子２１から出力される信号がそのままデジタル化された信号であり、いわゆるＲＡＷデータ（ＲＡＷ画像データ）となっている。そして出力部２９は、撮像素子２１から得られる画像信号に基づいて画像ファイルを作成する。
【０１２０】
図２２は、出力部２９において作成される画像ファイルの一例を示す図である。図２２に示すように、画像ファイル５００には、タグ情報５０１と画像データ５０２とサムネイル画像データとが含まれ、タグ情報５０１には、出力部２９が制御部２８から取得する撮影条件に関する情報が含まれる。すなわち、撮像素子２１の撮影時における解像度、撮影光学系３１の撮影時における焦点距離、絞り値及び撮影距離に関する情報等がタグ情報５０１として画像ファイル５００に含まれる。また、画像データ５０２は撮像素子２１から入力する画像信号（すなわちＲＡＷデータ）である。サムネイル画像データ５０３は出力部２９がＲＡＷデータに基づいて作成するものであるが、本実施形態においてサムネイル画像データ５０３は画像ファイル５００に含まれていなくてもよい。
【０１２１】
そして出力部２９は図２２のような画像ファイル５００をコンピュータ５０に対して送信するように構成される。
【０１２２】
コンピュータ５０は、本体部６０と表示部５１と操作部５２とを備えて構成される。表示部５１はＣＲＴや液晶ディスプレイ等の表示デバイスであり、操作部５２はキーボードやマウス等の操作入力用デバイスである。
【０１２３】
また本体部６０は、ＣＰＵ６１と記憶部６２と入力部６３と入出力部６４とを備えて構成される。入出力部６４はＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体５５に対してアクセス可能なように構成されており、記録媒体５５に格納された情報を読み出したり、記録媒体５５に情報を記録するようになっている。このため、入出力部６４を介して記録媒体５５に格納されたプログラム（画像処理プログラムを含む）をＣＰＵ６１が取得して実行することができるように構成されている。
【０１２４】
そしてＣＰＵ６１が所定の画像処理プログラムを実行することにより、コンピュータ５０において上記各実施形態において説明した色収差補正処理を行う機能が実現される。つまり、ＣＰＵ６１は画像処理部６１ａとして機能することになる。
【０１２５】
ＣＰＵ６１は、入力部６３を介して撮像装置１ａから画像ファイルを入力すると、その画像ファイルを一旦、磁気ディスク装置等で構成された記憶部６２に記録する。
【０１２６】
そして画像処理部６１ａが機能し、記憶部６２に格納された複数の画像ファイル５００のうちから画像処理の対象となる画像ファイルが読み出される。そして画像ファイル５００に含まれるタグ情報を参照しつつ、画像データ（ＲＡＷデータ）に対して色収差補正処理や色補間処理等が施され、ＲＧＢ各色成分の画像データが生成される。
【０１２７】
すなわち、画像処理部６１ａは、タグ情報に含まれる解像度から画像中心（光軸Ｌの中心位置）を決定し、ＲＡＷ画像に対して画像平面を設定する。そして、撮影光学系３１の撮影条件（焦点距離、絞り値及び撮影距離）から撮影光学系による色収差を求め、その色収差を補正するための色収差補正用フィルタを決定する。そして色収差補正用フィルタを用いてＲＡＷ画像データに対するフィルタ演算処理を行うことにより、色収差が補正された画像データが生成される。
【０１２８】
そして色収差補正が行われた画像は、表示部５１に表示されたり、又は記憶部６２に保存されるようになっている。また、コンピュータ５０から外部機器に出力されるように構成されてもよい。
【０１２９】
図２３は、上記のように構成されたコンピュータ５０における処理シーケンスを示すフローチャートである。コンピュータ５０においてＣＰＵ６１が画像処理プログラムを起動させると、各部の初期化処理が行われる（ステップＳ１０）。初期化処理が終了すると、コンピュータ５０は撮像装置１ａから画像ファイルを入力する（ステップＳ１１）。ただし、既に記憶部６２に格納された画像ファイルに対して画像処理を施す場合には、この段階において画像ファイルを入力する必要はない。
【０１３０】
そしてＣＰＵ６１は、表示部５１に対して画像ファイル選択画面を表示させ、ユーザによる選択操作に基づいて記憶部６２から画像処理対象となる画像ファイルを抽出する（ステップＳ１２）。そして、その画像ファイルに含まれるタグ情報から撮影条件を確認し（ステップＳ１３）、その撮影条件に基づいて色収差を補正するためのパラメータを特定する（ステップＳ１４）。なお、記憶部６２には、コンピュータ５０に接続された撮像装置１ａがどのような光学特性を有する撮影光学系であるかを示す情報が予め登録されているものとする。
【０１３１】
そしてステップＳ１３において求められたパラメータに基づいて色収差補正用フィルタが生成され（ステップＳ１５）、ＲＡＷデータに対して色収差補正用フィルタを使ってフィルタ演算が行われることにより、色収差が補正される（ステップＳ１６）。
【０１３２】
色収差が補正された後、ＣＰＵ６１は色補間処理を行う（ステップＳ１７）。この色補間処理は、例えば図５に示したフィルタ２０１を適用したフィルタ演算によって行われる。つまり、本実施形態では、ＲＡＷデータに対して色補間処理よりも前の段階で色収差補正処理が行われるようになっている。そのため、色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことが可能である。ただし、本実施形態においても、上記各実施形態で説明したように色収差補正処理と色補間処理とを同時に行うように構成してもよい。
【０１３３】
そして色収差補正処理及び色補間処理が行われることにより、各画素にＲＧＢ各色成分の情報が含まれた画像信号（画像データ）が生成される。この画像データに対し、γ補正を行って各色成分の画素信号を１２ビットから８ビットに低下させる（ステップＳ１８）。このγ補正により、一般的なγ補正に加えて、階調低下処理が同時に施されることになる。
【０１３４】
そして色空間の変換処理や線分抽出処理等のその他の画像処理が施され（ステップＳ１９）、さらに画像圧縮が行われて記憶部６２への記録処理等が行われる（ステップＳ２０）。
【０１３５】
このようにコンピュータ５０は画像処理装置として機能するものであり、撮像装置１ａから入力する画像信号に対し、撮影光学系３１による色収差を補正する色収差補正処理を、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理よりも前段側で行うように、又は色補間処理と同時に行うように構成される。したがって、色収差補正を高精度に行うことができる。
【０１３６】
また、画像信号の入力時には、当該画像が撮影された際の撮影条件情報をともに入力し、その撮影条件情報に基づいて色収差補正処理に適用するパラメータを決定するように構成されているので、画像処理の対象となる画像がどのような光学条件で撮影されたのかを把握することができ、撮影時の光学条件に適合させて適切な色収差補正を行うことが可能である。
【０１３７】
＜６．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１３８】
例えば、各実施形態において画像中心が撮影光学系３１の光軸Ｌの中心位置に一致するように配置される場合を例示したが、画像中心と光軸Ｌの中心位置とが一致しない場合には、光軸Ｌの中心位置に基づいてずれ量等のパラメータが規定されてもよい。
【０１３９】
また、図１の撮像装置１においてレンズユニット３が交換可能な場合、本体部２にメモリ２７を設置すると、レンズユニット毎に色収差補正用パラメータをメモリ２７に格納しておかなければならない。そのため、図２４に示すように、メモリ２７をレンズユニット３側に配置してもよい。なお、図２４では図１と同一部材に同一符号を付している。
【０１４０】
なお、上述した内容には、以下の発明概念が含まれる。
【０１４１】
（１）請求項１に記載の撮像装置において、前記撮像素子は、３原色の色成分を有する画像信号を生成するように構成され、前記画像処理手段は、前記色収差補正処理として、前記３原色のうちの少なくとも２つの色成分についてそれぞれ異なるフィルタ演算を行うことにより、前記少なくとも２つの色成分についての画素信号を画像中心に対して移動させることを特徴とする撮像装置。
【０１４２】
これにより、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【０１４３】
（２）上記（１）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記フィルタ演算に適用するフィルタとして、前記色補間処理を行うためのフィルタ係数と、画素信号の移動を行うためのフィルタ係数とを合成した係数を有するフィルタを採用することを特徴とする撮像装置。
【０１４４】
これにより、比較的簡単に色収差補正処理と色補間処理とを同時に行うことができる。
【０１４５】
（３）上記（１）又は（２）に記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタであって、画像中心を基準として第１象限に含まれる画像成分に適用されるフィルタを記憶する記憶手段をさらに備え、前記画像処理手段は、処理対象である画素信号が第１象限に含まれない場合には前記記憶手段に記憶されるフィルタを変換して前記フィルタ演算に適用されるフィルタを求めることを特徴とする撮像装置。
【０１４６】
これにより、記憶手段に記憶する情報量を低減することができる。
【０１４７】
（４）上記（１）又は（２）に記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタであって、前記３原色のうちの特定色について適用されるフィルタを記憶する記憶手段をさらに備え、前記画像処理手段は、前記特定色以外の色成分について処理を行う場合には、前記記憶手段に記憶されるフィルタを変換して前記特定色以外の色成分に適合したフィルタを求めることを特徴とする撮像装置。
【０１４８】
これにより、３原色のうちの１色について記憶手段にフィルタを記憶しておけばよいので、２色分について適切なフィルタを格納する場合に比べれば、記憶手段の記憶容量を効果的に低減することができる。
【０１４９】
（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像装置において、前記フィルタ演算に適用されるフィルタは、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて変更されることを特徴とする撮像装置。
【０１５０】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１５１】
（６）請求項２に記載の撮像装置において、前記撮像素子から得られる画像に対して規定されるブロックは、画像中心からの距離が大きくなる程、細かくなることを特徴とする撮像装置。
【０１５２】
これにより、記憶手段の記憶容量を低減させつつも、画像周縁部の色収差を良好に補正することが可能である。
【０１５３】
（７）請求項２又は上記（６）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、ブロック単位で色収差の補正処理を行う際、処理対象である画素信号の位置に応じて、周辺ブロックに適用されるパラメータを読み出して重み付けパラメータを求め、該重み付けパラメータを用いて色収差補正処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【０１５４】
これにより、色収差補正処理を行う際、ブロック境界において画像が不連続になることを防止することができる。
【０１５５】
（８）請求項２又は上記（６）若しくは（７）に記載の撮像装置において、前記撮像素子から得られる画像に対して規定されるブロックは、色収差補正を行う色成分ごとに異なる状態に規定されることを特徴とする撮像装置。
【０１５６】
これにより、色成分ごとに異なる色収差を良好に補正することができ、各色成分について色収差の補正精度を高めることができる。
【０１５７】
（９）請求項２又は上記（６）乃至（８）のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
【０１５８】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１５９】
（１０）請求項３に記載の撮像装置において、前記近似関数は、処理対象である画素の画像中心からの距離を引数とする近似関数であることを特徴とする撮像装置。
【０１６０】
色収差は画像中心（光軸Ｌを中心）とする対称形状として現れるので、近似関数の引数を、画像中心からの距離とすることにより、一つの近似関数で画像平面全体に対応させることが可能でなる。
【０１６１】
（１１）請求項３に記載の撮像装置において、前記近似関数は、処理対象である画素の画像中心からの距離の二乗を引数とする近似関数であることを特徴とする撮像装置。
【０１６２】
これにより、近似関数の引数を画像中心からの距離とする場合に比して、ルート演算が不要となり、効率的に引数を求めることができる。
【０１６３】
（１２）請求項３又は上記（１０）若しくは（１１）に記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記ずれ量に応じたフィルタ係数を有するフィルタを生成し、フィルタ演算を行うことによって色収差補正を行うことを特徴とする撮像装置。
【０１６４】
これにより、フィルタ演算という従来より周知な画像処理演算で色収差が良好に補正されるため、比較的簡単に色収差補正を行うことができる。
【０１６５】
（１３）請求項３又は上記（１０）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像処理手段は、前記撮像素子による撮像時の撮影条件に応じて色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
【０１６６】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）が変更された場合にも適切な色収差補正を行うことができる。
【０１６７】
（１４）請求項４に記載の画像処理装置において、前記入力手段は、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力するように構成され、前記画像処理手段は、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする画像処理装置。
【０１６８】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じて適切な色収差補正処理を行うことが可能である。
【０１６９】
（１５）撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行う画像処理方法において、（ａ） 前記画像信号を入力する工程と、（ｂ） 前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う工程と、を有する画像処理方法。
【０１７０】
これにより、色収差補正を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。
【０１７１】
（１６）上記（１５）に記載の画像処理方法において、前記工程（ａ）では、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力し、前記工程（ｂ）では、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更することを特徴とする画像処理方法。
【０１７２】
これにより、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じて適切な色収差補正処理を行うことが可能である。
【０１７３】
（１７）請求項５に記載の画像処理プログラムにおいて、前記入力手段が、前記画像信号の入力時に、当該画像が撮影された際の撮影条件情報を入力するように機能させ、前記画像処理手段が、前記撮影条件情報に基づいて前記色収差補正処理に適用するパラメータを変更するように機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
【０１７４】
これにより、コンピュータに、撮影光学系の撮影条件（焦点距離、撮影距離及び絞り値等）に応じた適切な色収差補正処理を行わせることが可能である。
【０１７５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、撮像素子が撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換するように構成され、その撮像素子から得られる画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うので、色収差補正を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。また、色収差補正処理と色補間処理とが同時に行われるので、処理効率の向上が図られる。
【０１７６】
請求項２に記載の発明によれば、撮像素子が撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換するように構成されており、撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックが規定され、記憶手段に、各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータが記憶される。そして、撮像素子から得られる画像信号に対し、記憶手段からパラメータを読み出して、撮影光学系によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で同様に行うように構成される。そのため、記憶手段に記憶されるパラメータはブロック数相当分でよく、記憶手段に格納される情報量を良好に低減することができる。
【０１７７】
請求項３に記載の発明によれば、記憶手段に、撮影光学系によって生ずる色収差を近似するためのパラメータを記憶しておき、処理対象である画素の位置と撮影光学系の撮影時の撮影条件に応じてそのパラメータを取得し、近似関数による演算を行うことによって撮影光学系の色収差によるずれ量を推定し、撮像素子から得られる画像に対する色収差補正をそのずれ量に基づいて行うように構成される。したがって、画素毎に正確なずれ量を記憶しておく場合に比べれば、近似関数を用いてずれ量を推定することができるので、補正精度を一定の範囲に保ちつつ、パラメータの記憶容量を削減することができる。
【０１７８】
請求項４に記載の発明によれば、画像処理装置が、画素毎に異なる色成分を有する画像信号を入力し、その画像信号に対し、撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行うように構成されるため、色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。また、色収差補正処理と色補間処理とが同時に行われるので、処理効率の向上が図られる。
【０１７９】
請求項５に記載の発明によれば、コンピュータにおいて、画像信号に対する色収差補正処理を良好に機能させることができ、精度の高い色収差補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の受光面を示す図である。
【図３】画像処理部の詳細構成の一例を示すブロック図である。
【図４】ある撮影条件における撮影光学系の倍率色収差図である。
【図５】色補間処理に適用される画像フィルタの一例を示す図である。
【図６】色収差補正処理に適用される画像フィルタの一例を示す図である。
【図７】色補間処理と色収差補正処理とを同時に行うための画像フィルタの一例を示す図である。
【図８】Ｒ成分について記憶される撮影条件と近似関数の係数との関係の一例を示す図である。
【図９】Ｂ成分について記憶される撮影条件と近似関数の係数との関係の一例を示す図である。
【図１０】撮像素子から得られる画像の画像平面を示す図である。
【図１１】距離の二乗を引数とした場合の色収差特性の一例を示す図である。
【図１２】撮影光学系による色収差特性を示す図である。
【図１３】図７のフィルタから求められるＢ成分のフィルタの一例を示す図である。
【図１４】メモリに格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１５】画像平面を示す図である。
【図１６】フィルタ係数の変換を説明するための図である。
【図１７】撮像素子から得られる画像の画像平面をブロック分割した例を示す図である。
【図１８】メモリに格納されるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１９】重み付け平均の概念を説明するための図である。
【図２０】Ｒ成分及びＢ成分のそれぞれについて異なるブロック分割を行う場合の一例を示す図である。
【図２１】画像処理システムの構成を示す図である。
【図２２】画像ファイルの一例を示す図である。
【図２３】コンピュータにおける処理シーケンスを示すフローチャートである。
【図２４】メモリがレンズユニット側に設けられた撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ 本体部
３ レンズユニット
２１ 撮像素子
２２ 画像処理部（画像処理手段）
２５ 制御部（画像処理手段）
２７ メモリ（記憶手段）
３１ 撮影光学系
５０ コンピュータ（画像処理装置）
Claims (5)
- 撮像装置であって、
撮影光学系と、
前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、
を備える撮像装置。 - 撮像装置であって、
撮影光学系と、
前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子から得られる画像に対して複数のブロックを規定し、各ブロックに適用される色収差補正用のパラメータを記憶する記憶手段と、
前記撮像素子から得られる画像信号に対し、前記記憶手段からパラメータを読み出して、前記撮影光学系によって生ずる色収差の補正処理をブロック単位で同様に行う画像処理手段と
を備える撮像装置。 - 撮像装置であって、
撮影光学系と、
前記撮影光学系によって得られる光像を画素毎に異なる色成分を有する画像信号に光電変換する撮像素子と、
前記撮影光学系によって生ずる色収差を近似するためのパラメータを記憶する記憶手段と、
処理対象である画素の位置と前記撮影光学系の撮影時の撮影条件に応じて、前記パラメータを取得して近似関数による演算を行うことにより、前記撮影光学系の色収差によるずれ量を推定し、前記撮像素子から得られる画像に対する色収差補正を前記ずれ量に応じて行う画像処理手段と、
を備える撮像装置。 - 撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行う画像処理装置において、
前記画像信号を入力する入力手段と、
前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段と、
を備える画像処理装置。 - 撮影光学系を介して受光する光像に基づいて生成される信号であって、画素毎に異なる色成分を有する画像信号に対し、画像処理を行うための画像処理プログラムであって、コンピュータを、
前記画像信号を入力する入力手段、及び
前記画像信号に対し、前記撮影光学系による色収差を補正する色収差補正処理と、欠落する色成分を画素毎に補間する色補間処理とを同時に行う画像処理手段、
として機能させる画像処理プログラム。
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