JP2006129113A - 画像データのフレア補正装置およびガンマ補正回路 - Google Patents

Abstract

【目的】 被写体像の明るい部分が暗くなりすぎないようにフレア補正をする。
【構成】 従来のフレア補正に用いられるフレア補正曲線Ｃ２では，入力する画像データＤinに対して，その画像データＤinのレベルにかかわらず一律にフレア補正量ａが減算される。これに対して，この実施例においては，画像データＤinのレベルが高いほど減算すべきフレア補正の補正量が少なくなるように補正曲線Ｃ１が規定されている。フレア補正により被写体像の明るい部分が暗くなりすぎてしまうことを未然に防止できる。
【選択図】 図３

Description

この発明は，画像データのフレア補正装置およびガンマ補正回路，フレア補正方法およびガンマ補正方法，フレア補正プログラムおよびガンマ補正プログラムならびにそれらのプログラムを格納した記録媒体に関する。

ディジタル・スチル・カメラには，被写体を撮像することによって得られた画像データからフレア補正量が算出され，算出されたフレア補正量を用いて画像データのフレア補正が行われるものがある。また，撮像によって得られた画像データから一定量のフレア補正量を減算することにより，フレア補正を行うものもある（特許文献１）。
特開平11−355637号公報

しかしながら，被写体像の明るい部分を表す画像データも暗い部分を表す画像データもすべて一律に一定量のフレア補正量が減算されるから，被写体像の明るい部分が暗くなりすぎることがある。

この発明は，被写体像の明るい部分が暗くなりすぎないようにすることを目的とする。

第１の発明は，与えられる画像データを入力し，線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて，入力した画像データをフレア補正する画像データのフレア補正装置において，入力した画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるように，上記フレア補正曲線が定められているものである。

第１の発明は，上記画像データのフレア補正装置に適した方法も提供している。すなわち，この方法は，フレア補正すべき画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線を規定し，規定された上記フレア補正曲線にもとづいて，上記画像データをフレア補正するものである。

第１の発明は，上記方法を実施するためのコンピュータを制御するプログラムおよびそのプログラムが格納された記録媒体も提供している。

第１の発明によると，フレア補正すべき画像データのレベルが低いほど高い方よりも大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線が規定されている。このような特性を有するフレア補正曲線にもとづいてフレア補正が行われる。被写体像の暗い部分を表す画像データよりも明るい部分を表す画像データの方が，フレア補正量が少ないので被写体像の明るい部分が暗くなってしまうことを未然に防止できる。

被写体像の暗い部分は，本来はもっと暗い筈なので暗い部分がさらに暗くなる。被写体像の明るい部分は，本来は明るい筈なので，明るさを維持できるようになる。

第２の発明は，与えられる画像データを入力し，入力した画像データを，ガンマ補正曲線にもとづいてガンマ補正するガンマ補正回路において，入力した画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて上記ガンマ補正曲線が定められているものである。

第２の発明は，上記ガンマ補正回路に適した方法も提供している。すなわち，この方法は，画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいてガンマ補正曲線を規定し，上記ガンマ補正曲線を用いて，与えられるガンマ補正データを補正するものである。

第２の発明も上記ガンマ補正方法を実施するためのコンピュータを制御するプログラムおよびそのプログラムが格納された記録媒体を提供している。

第２の発明によると，画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいてガンマ補正曲線が規定されている。このように規定されたガンマ補正曲線を用いてガンマ補正データが補正される。ガンマ補正された画像データは，ガンマ補正されるとともにフレア補正も行われている。このフレア補正に用いられるフレア補正曲線は，画像データのレベルが低いほど高い方が大きくなるような線形性を有するものであるから，被写体像の明るい部分を示す画像データが被写体像の暗い部分を示す画像データと同様に一律にフレア補正されてしまうことにより，被写体像の明るい部分が暗くなりすぎてしまうことを未然に防止できる。

上記ガンマ補正曲線は，たとえば，通常使用されるガンマ補正曲線から上記のフレア補正曲線だけシフトすることにより，得られる。

図１は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

ディジタル・スチル・カメラにおいては，撮像レンズへの入射光がレンズ面，鏡筒，カメラのボディ内面などで反射することにより，被写体像のコントラストが低下する，いわゆるフレアが起きることがある。この実施例によるディジタル・スチル・カメラにおいては，このフレアを補正するものである。

ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ３によって統括される。

ディジタル・スチル・カメラには，シャッタ・レリーズ・ボタン，モード設定ダイアルなどの各種ボタン類を含む操作器４が含まれている。操作器４から出力される操作信号は，ＣＰＵ３に入力する。また，ディジタル・スチル・カメラには，電源回路６が含まれており，この電源回路６によって，ディジタル・スチル・カメラを構成する各回路に電源が供給される。さらに，ディジタル・スチル・カメラは，ストロボ撮影が可能であり，このストロボ撮影のためにストロボ装置２が設けられている。

撮像レンズ７は，レンズ駆動回路１によって駆動される。撮像レンズ７によって，被写体像がＣＣＤ８の受光面上に結像する。被写体像を表す映像信号がＣＣＤ８から出力され，撮像回路９に入力する。撮像回路９において，入力した映像信号の相関二重サンプリングなどの所定の処理が行われる。撮像回路９から出力された映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路10においてディジタル画像データに変換される。変換された画像データは，メモリ11に与えられ，一時的に記憶される。

画像データは，メモリ11から読み出され，信号処理回路５に与えられる。信号処理回路５において，白バランス補正，フレア補正，ガンマ補正などの所定の信号処理が行われる。この信号処理回路５における処理は詳しくは後述する。

信号処理回路５から出力された画像データは，メモリ11を解して液晶表示装置14および電子ビュー・ファインダ15に与えられることにより，液晶表示装置14および電子ビュー・ファインダ15のそれぞれの表示画面上に被写体像が表示される。

シャッタ・レリーズ・ボタンが押されると，上述のようにして信号処理回路５から出力された画像データは，メモリ11およびカード・インターフェイス12を介してメモリ・カード13に与えられ，記録される。

図２は，信号処理回路５の電気的構成を示すブロック図である。

上述したように，メモリ11から読み出された画像データは，信号処理回路５に入力すると，オフセット／傷補正回路21に入力し，光学的な黒レベルへのオフセット補正および傷補正処理が行われる。画像データは，白バランス補正回路12において白バランス補正が行われ，リニア・マトリクス回路23に入力する。リニア・マトリクス回路23において，混色を消去する色補正が行われてフレア補正回路24に入力する。フレア補正回路24において，画像データのフレア補正が行われる。フレア補正回路24におけるフレア補正については，詳しくは，後述する。

フレア補正回路24から出力された画像データは，ガンマ補正回路25においてガンマ補正され，同時化回路26において同時化処理が行われる。同時化回路26から出力された画像データは，色差マトリクス回路27において，色補正が行われてトリミング／リサイズ処理回路28に入力する。トリミング／リサイズ処理回路28において，所望の形にトリミングされ，かつ所望の大きさにリサイズされて輪郭補正回路29に入力する。画像データは，輪郭補正回路29において輪郭補正が行われて画像圧縮回路30入力する。

液晶表示装置14の表示画面に被写体像を表示するなどの通常の撮像モードのときには，画像データは画像圧縮回路30を単に通過してメモリ11に与えられる。シャッタ・レリーズ・ボタンが押されたときには，画像データは，画像圧縮回路30において圧縮される。圧縮された画像データがメモリ11に与えられる。これにより，上述したようにメモリ・カード13には圧縮された画像データが記録されるようになる。

図３は，フレア補正回路24においてフレア補正に用いられるフレア補正曲線（または，フレア補正回路の入出力特性を示す図とも称する。）の一例である。

図３には，この実施例において用いられるフレア補正曲線Ｃ１（実線）のほかに従来のフレア補正曲線Ｃ２（一点鎖線）も示されている。横軸及び縦軸は，ここでは画素値を表している。

従来のフレア補正において用いられるフレア補正曲線Ｃ２は，フレア補正すべき画像データのレベルにかかわらず，所定のフレア補正量ａを，入力した画像データＤinから一律に減算するものである。たとえば，入力画像データＤinが０＜Ｄin＜Ｄ１＝ａであれば，フレア補正された出力画像データＤoutはすべて０となり，入力画像データＤinがＤ１＝ａ＜Ｄin＜Ｄ４＝Ｄ２＋ａであれば，出力画像データＤoutはＤout＝Ｄin−ａとなる。

これに対して，この実施例において用いられるフレア補正曲線Ｃ１は，フレア補正すべき画像データのレベル（例えば，各画素の明るさに関するレベル（輝度値等））が低いほど画像データから減算されるフレア補正量は大きく，フレア補正すべき画像データのレベルが高いほど画像データから減算されるフレア補正量は小さい。すなわち，暗い部分を表す画像データはより暗くなるようにフレア補正され，明るい部分を表す画像データはあまり暗くならないようにフレア補正される。たとえば，入力画像データＤinが０＜Ｄin＜Ｄ１＝ａであれば，フレア補正された出力画像データＤoutはすべて０となるが，入力画像データＤinがＤ１＝ａ＜Ｄin＜Ｄ３＝Ｄ２＋ｂであれば，フレア補正量は入力画像データＤinのレベルが大きいほど小さいものとなり，式１で表される。

Ｄout＝（Ｄin−ａ)Ｄ２／(Ｄ２−ａ＋ｂ）・・・式１

式１は，所定値ａ＝ｂであれば，従来のフレア補正曲線にもとづく補正が行われたものと同じとなることを表している。

たとえば，ディジタル・スチル・カメラにおいて取り扱うことのできる画像データのビット数が16ビットである場合には，式１は，式２によって表される。

Ｄout＝（Ｄin−ａ)(65535−ａ＋ｂ）／65535・・・式２
但し，ａ＜Ｄout＜65535である。

この実施例によるフレア補正曲線Ｃ１を用いてフレア補正が行われることにより，被写体像の明るい部分が暗くなりすぎることを回避できる。

図４は，変形例を示すもので，ガンマ補正曲線（または，階調変換ルックアップテーブル（ＬＵＴ）とも称する。）を示している。

この変形例は，ガンマ補正においてフレア補正も同時に行うものである。図４においては，この変形例において用いられるガンマ補正曲線γ１（実線）のほかに従来のガンマ補正曲線γ２（一点鎖線）も示されている。

従来のガンマ補正曲線γ２は，フレア補正のことは考慮されていず，単に入力した画像データを，たとえば，γ＝0.45によって補正するものである。これに対して，この変形例におけるガンマ補正曲線γ１は，上述したフレア補正曲線Ｃ１にもとづいて規定されている。すなわち，ガンマ補正曲線γ１は，入力画像データＤinがフレア補正曲線Ｃ１にもとづいて得られるフレア補正量の分だけ減算されるように規定されている。フレア補正とガンマ補正との二度の補正を行う必要がないのでディジタル・スチル・カメラにおける処理が比較的簡単となる。

従来のガンマ補正曲線γ２が変換式LUT２（ｘ）で表されるとすると，この変形例でのガンマ補正曲線γ１は変換式は，ディジタル・スチル・カメラが16ビットの画像データを取り扱うものとして次の式３および式４の変換式LUT１（ｘ）で表される。

LUT１（ｘ）＝０・・・式３
但し，０＜ｘ＜ａ
LUT１（ｘ）＝LUT２（（ｘ−ａ)65535／(65535−ａ＋ｂ））・・・式４
但し，ａ＜ｘ＜65535

この変形例においてもａ＝ｂであれば，従来と同様に画像データから一律にフレア補正量ａを減算するフレア補正がガンマ補正と同時に行われることとなる。

上述した実施例においては，フレア補正およびガンマ補正がディジタル・スチル・カメラにおいて行われるれものであったが，ディジタル・スチル・カメラだけでなく，パーソナル・コンピュータなどによって行われるものでもよい。

図５は，パーソナル・コンピュータの電気的構成を示すブロック図である。

パーソナル・コンピュータには，ＣＰＵ40が含まれている。キーボード41から与えられる操作信号がＣＰＵ40に入力する。

また，CPU40には，データを一時的に記憶等するメモリ42，画像データによって表される画像などを表示する表示装置43も接続されている。さらに，パーソナル・コンピュータには，CD-ROM（コンパクト・ディスク・リード−オンリ・メモリ）ドライバ44およびメモリ・カード・インターフェイス46も含まれている。

CD-ROM45には，上述した信号処理回路５における信号処理プログラムが格納されている。CD-ROM45がCD-ROMドライバ44に装填されることにより，CD-ROM45に格納されている信号処理プログラムが読み取られ，パーソナル・コンピュータにインストールされる。

また，パーソナル・コンピュータには，メモリ・カード・インターフェイス46も含まれている。メモリ・カード・インターフェイス46により，メモリ・カード13に記録されている画像データを読み取ることができる。

パーソナル・コンピュータにおいて上述した信号処理が行われる場合には，上述したディジタル・スチル・カメラにおいて，信号処理回路５において信号処理が行われていない画像データがメモリ・カード13に与えられ，記録される。信号処理が行われていない画像データが記録されているメモリ・カード13がパーソナル・コンピュータに装填されると，メモリ・カード13に記録されている画像データが読み取られる。読み取られた画像データがCD-ROM45からインストールされた信号処理プログラムにしたがって，上述のようにして信号処理（フレア補正，ガンマ補正）が行われる。

このように，パーソナル・コンピュータを用いても画像データのフレア補正，フレア補正が同時に行われるガンマ補正を行うことができる。もちろん，信号処理すべてのプログラムがCD-ROM45に格納されていなくとも，フレア補正，ガンマ補正のプログラムをCD-ROM45に格納されている場合には，フレア補正，ガンマ補正をパーソナル・コンピュータにおいて行うことができるのはいうまでもない。

ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 信号処理回路の電気的構成を示すブロック図である。 フレア補正曲線を示している。 ガンマ補正曲線を示している。 パーソナル・コンピュータの電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

３，40 ＣＰＵ
５ 信号処理回路
13 メモリ・カード
24 フレア補正回路
25 ガンマ補正回路
45 CD-ROM（記録媒体）

Claims (7)

1. 与えられる画像データを入力し，線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて，入力した画像データをフレア補正する画像データのフレア補正装置において，
   入力した画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるように，上記フレア補正曲線が定められている，
   画像データのフレア補正装置。
2. 与えられる画像データを入力し，入力した画像データを，ガンマ補正曲線にもとづいてガンマ補正するガンマ補正回路において，
   入力した画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて上記ガンマ補正曲線が定められている，
   ガンマ補正回路。
3. フレア補正すべき画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線を規定し，
   規定された上記フレア補正曲線にもとづいて上記画像データをフレア補正する，
   画像データのフレア補正方法。
4. 画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいてガンマ補正曲線を規定し，
   上記ガンマ補正曲線を用いて，与えられるガンマ補正データを補正する，
   ガンマ補正方法。
5. 画像データのフレア補正を行うコンピュータを制御するプログラムであって，
   フレア補正すべ画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて，与えられる画像データをフレア補正する，コンピュータを制御する画像データのフレア補正プログラム。
6. 画像データのガンマ補正を行うコンピュータを制御するプログラムであって，
   画像データのレベルが低いほど高い方よりもフレア補正量が大きくなるような線形性を有するフレア補正曲線にもとづいて規定されるガンマ補正曲線を用いて，与えられる画像補正データをガンマ補正するようにコンピュータを制御する画像データのガンマ補正プログラム。
7. 請求項５または６に記載のプログラムを格納した記録媒体。

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