JP2008160290A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多重露光撮影時に、ノイズ低減処理が過剰となり解像感を失った画像となることを防止する。
【解決手段】多重露光撮影時に、多重露光撮影した画像が同一か否かを画像判定部８１により判定する。画像が同一と判定した場合は解像感優先とし、ノイズ低減処理パラメータを弱める設定をする。画像が同一でないと判定した場合はノイズ低減優先とし、通常のノイズ低減処理パラメータの設定とする。この設定されたノイズ低減処理パラメータに基づいて、加算画像についてノイズ低減処理を含む画像処理を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は撮像装置および撮像方法に係り、特に多重露光撮影が可能な撮像装置および撮像方法に関する。

ＣＣＤ等の撮像素子を備えた撮像装置において、撮影ごとに画像をデジタル加算処理することにより多重露光撮影を行う技術が知られている。特許文献１には、このような多重露光撮影において、２枚目以降の撮影時におけるデジタル画像処理に関する機能を禁止するデジタルカメラが記載されている。また特許文献２には、撮影画像間で撮影条件が所定の閾値以上に変化すると警告するデジタルスチルカメラが記載されている。
特開２００２−２１８３１３号公報 特開２００２−１１２０７５号公報

多重露光において同じ画像を撮影する場合には、ランダムノイズが重畳されるため、それぞれが打ち消しあいノイズが低減する。よって、多重露光撮影時に通常のノイズ低減処理をおこなうと、ノイズ低減処理が過剰となり解像感を失った画像となる。また、多重露光撮影の撮影途中で感度が変更された場合、感度の変更を考慮せずに特定の露光時の感度における設定でノイズ低減処理を行うと、ノイズ低減処理が過剰または不足し、適切でない画像となる。特許文献１及び特許文献２には、このようなノイズ低減に関する記載が無い。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、多重露光撮影時において画像が同一の場合には、通常ノイズ低減処理ではなくノイズ低減処理を弱めた設定にすることで、解像感を失わない画質を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。また、撮影途中で感度が変更された場合には、変更前後の感度に応じてノイズ低減処理のパラメータを変更することにより、適切なノイズ低減処理を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像が実質的に同一であるか否かを判定する画像判定手段と、前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成手段と、所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理手段と、前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定手段とを備え、前記パラメータ設定手段は、前記画像判定手段の判定により、前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする。

このように、多重露光モードで撮影した複数の画像が同一かどうかを判断し、その結果によりノイズ低減パラメータを変更することにより、適切なノイズ低減処理を行うことができる。

前記パラメータ設定手段は、前記画像判定手段が前記複数の画像を同一と判定した場合にノイズ低減を弱めるパラメータを設定することが好ましい。

これにより、解像感を失わない画質を得ることができる。

前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶手段と、撮影感度を設定する撮影感度設定手段と、前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成手段と、所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理手段と、前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定手段とを備え、前記パラメータ設定手段は、前記撮影感度設定手段が前記複数の画像の撮影の途中で撮影感度を変更した場合に、撮影感度に応じて前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする。

これにより、多重露光モードの撮影途中で感度が変更されても、適切なノイズ低減パラメータを算出することにより適切な画像を得ることができる。

前記目的を達成するために本発明に係る撮像方法は、多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像が同一であるか否かを判定する画像判定ステップと、前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成ステップと、所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理ステップと、前記ノイズ低減処理ステップのノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを備え、前記パラメータ設定ステップは、前記画像判定ステップの判定により、前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする。

このように、多重露光モードで撮影した複数の画像が同一かどうかを判断し、その結果によりノイズ低減パラメータを変更することにより、適切なノイズ低減処理を行うことができる。

前記目的を達成するために本発明に係る撮像装置は、多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶ステップと、撮影感度を設定する撮影感度設定ステップと、前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成ステップと、所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理ステップと、前記ノイズ低減処理ステップのノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを備え、前記パラメータ設定ステップは、前記撮影感度設定ステップが前記複数の画像の撮影の途中で撮影感度を変更した場合に、撮影感度に応じて前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする。

これにより、多重露光モードの撮影途中で感度が変更されても、適切なノイズ低減パラメータを算出することにより適切な画像を得ることができる。

本発明によれば、多重露光撮影時において画像が同一の場合には、ノイズが打ち消しあっているので、ノイズ低減処理を弱めた設定にすることで、解像感を失わない画質を得ることができる。画像が同一でない場合には、通常のノイズ低減処理をすることでノイズを目立たなくすることができる。また、撮影途中で感度が変更された場合には、感度に応じてノイズ低減処理のパラメータを変更することにより、適切なノイズ低減処理を行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施の形態のデジタルカメラ１０を斜め前方から見た斜視図であり、同図（Ａ）は鏡胴１２がカメラ筐体内に沈胴してレンズカバー１４が閉じている状態に関して示しており、同図（Ｂ）は鏡胴１２が繰り出されている状態に関して示している。

また、図２は上記デジタルカメラ１０を斜め後方から見た斜視図である。

このデジタルカメラ１０は、静止画や動画の記録及び画像再生する機能を備えており、上面には、電源ボタン２０、シャッターボタン２２、及びモードレバー２４が設けられている。モードレバー２４は、回転させることにより、オート撮影モード、マニュアル撮影モード、人物モード、風景モード及び夜景モード等の選択が可能なシーンポジション、及び動画撮像モードのうちのいずれかを設定できるようになっている。

また、モードレバー２４の中央に設けられたシャッターボタン２２は、半押し時にＯＮしてフォーカスロック、測光等の撮影準備を行わせるスイッチＳ１と、全押し時にＯＮして画像の取り込みを行わせるスイッチＳ２とを有している。

デジタルカメラ１０背面には、図２に示すようにズームキー２６、再生ボタン２８、ピクセル数、感度等を設定するためのメニュー画面を表示させるフォトモードボタン３０、上下左右キーからなるマルチファンクションの十字キー３２、メニュー／ＯＫボタン３４、表示／戻るボタン３６及び液晶モニタ３８が設けられている。

液晶モニタ３８は、動画（スルー画）を表示して電子ビューファインダとして使用できるとともに、撮影した記録前の画像（プレビュー画像）やカメラに装填されたメモリカードから読み出した再生画像等を表示することができる。また、液晶モニタ３８は、カメラの動作モードやホワイトバランス、画像のピクセル数、感度等をマニュアル設定する際の各種のメニュー画面をメニュー／ＯＫボタン３４やフォトモードボタン３０の操作に応じて表示させ、十字キー３２及びメニュー／ＯＫボタン３４の操作に応じてマニュアル設定項目の設定が可能なグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）用の画面を表示する。

図３はデジタルカメラ１０の内部構成の一例を示すブロック図である。

同図においてＣＰＵ５０は、前述した電源ボタン２０、シャッターボタン２２、モードレバー２４、ズームキー２６、再生ボタン２８、フォトモードボタン３０、十字キー３２、メニュー／ＯＫボタン３４、及び表示／戻るボタン３６を含む操作スイッチ６４の入力が操作スイッチインターフェース６３を介して入力され、この入力に基づいてデジタルカメラ１０内の各回路を統括制御するもので、カメラ制御プログラムにしたがった処理を実行する。

このＣＰＵ５０の各回路の制御は、ＢＵＳ５１を介しておこなう。またＣＰＵ５０は、ＲＡＭ６８、ＲＯＭ６９との間で、メモリインターフェース６７を介して必要なデータの授受を行う。

このＲＯＭ６９には、カメラ制御プログラム、起動時のオープニング画像、停止時のエンディング画像、デジタルカメラ１０の操作に使用するメニュー画像等のＧＵＩ用の画像、スクリーンセイバー用の画像、処理中のプログレス表示用の画像（目盛りが変化する砂時計の画像等）、キー操作音（シャッター音等）、警告音、及びエラー音等を示す音声データ等が記録されている。

まず、電源ボタン２０が操作されると、ＣＰＵ５０はこれを検出し、カメラ内電源をＯＮにし、一定期間ＲＯＭ６９に格納されているオープニング画像を表示した後、撮影モードで撮影スタンバイ状態にする。この撮影スタンバイ状態では、ＣＰＵ５０は、モータ駆動部４２を介して沈胴式の鏡胴１２を繰り出し（図１（Ａ）参照）、通常、液晶モニタ３８に動画（スルー画）を表示させる。

ユーザ（撮影者）は、液晶モニタ３８に表示されるスルー画を見ながらフレーミングしたり、撮影したい被写体を確認したり、撮影後の画像を確認したり、撮影条件を設定したりする。

上記撮影スタンバイ状態時にシャッターボタン２２が押されると、ＣＰＵ５０はこれを検知し、フォーカス制御、測光、露出制御を行い、モータ駆動部４２を介して光学ユニット４１内のフォーカスレンズや絞りを駆動し、光学ユニット４１を介してＣＣＤ４３の受光面上に被写体像を結像させる。このとき必要であれば、充電部６１にて昇圧充電した電荷でフラッシュ６２を発光させ、撮影補助光として使用する。

ＣＣＤ４３は、受光面に結像された被写体像をその光量に応じた量の信号電荷に変換する。このようにして変換された信号電荷は、タイミングジェネレータ４４から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。

ＣＣＤ４３から出力された電圧信号は、アナログ信号処理部４５によって相関二重サンプリングや増幅等のアナログ処理が施された後、各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号としてＡ／Ｄ変換器４６に加えられる。Ａ／Ｄ変換器４６は、アナログ信号処理部４５から順次加えられるアナログのＲ、Ｇ、Ｂ信号をそれぞれデジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号に変換する。これらのＲ、Ｇ、Ｂ信号は、一旦ＲＡＭ６８に格納される。

デジタル信号処理部４７は、上記ＲＡＭ６８に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの生データを読み出し、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うとともに、ガンマ（階調変換）処理、シャープネス処理等を行ってＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成する。更にＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（ＹＣ信号）を生成し
、その後Ｙ信号を用いてローパスフィルタ演算やメディアンフィルタ演算によるノイズ低減処理をおこない、最終的に処理されたＹＣ信号を再びＲＡＭ６８に格納する。

なお画像判定部８１は、後述する多重露光モードにおいて各露光で得られた画像データが同一であるかどうかを判定をおこない、その結果を画像処理設定判定部８２に入力する。画像処理設定判定部８２は画像判定部８１の判定結果により、ノイズ低減処理のパラメータを設定する。デジタル信号処理部４７は画像処理設定判定部８２が設定したノイズ低減処理パラメータに基づいて、ノイズ低減処理を行う。

上記のようにしてＲＡＭ６８に格納されたＹＣ信号は、圧縮伸張処理回路７０によって所定のフォーマットに圧縮されたのち、外部メモリインターフェース７１を介してデジタルカメラ１０に着脱自在なメモリカード７２に記録される。

また、液晶モニタ３８にスルー画が表示されている状態で、メニュー／ＯＫボタン３４が押されると、液晶モニタ３８にメニュー画面が表示される。このメニュー画面が表示されている状態で、十字キー３２を操作して撮影条件や画像サイズ等の所望の項目を選択したり、再度、メニュー／ＯＫボタン３４を押すことで、選択項目の確定や処理の実行を指示することができる。尚、表示／戻るボタン３６は、液晶モニタ３８の表示を切り替えたり、１つ前の操作状態に戻らせる場合等に使用される。

一方、再生ボタン２８を操作して再生モードが選択されると、メモリカード７８に記録されている最終コマの画像ファイルが外部メモリインターフェース７１を介して読み出される。この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮伸張処理回路７０を介して非圧縮のＹＣ信号に伸張される。

伸張されたＹＣ信号は、ＬＣＤインターフェース６５によって表示用の信号形式に変換されて液晶モニタ３８に出力される。これにより、液晶モニタ３８にはメモリカード７２に記録されている最終コマの画像が表示される。

その後、順コマ送りスイッチ（十字キー３２の右キー）が押されると、順方向にコマ送りされ、逆コマ送りスイッチ（十字キー３２の左キー）が押されると、逆方向にコマ送りされる。そして、コマ送りされたコマ位置の画像ファイルがメモリカード７２から読み出され、上記と同様にして画像が液晶モニタ３８に再生される。

次にデジタルカメラ１０の、多重露光モードでの動作について、図４を用いて説明する。本発明に係る第１の実施の形態のデジタルカメラ１０は、多重露光モードで撮影された複数の画像が同一である場合には、ノイズ低減処理を弱めた設定にする。

図４は、多重露光モードにおけるデジタルカメラ１０の動作を示すフローチャートである。

まずフォトモードボタン３０を用いて、多重露光モードに設定する（ステップＳ４１）。多重露光モードでは多重露光回数の設定も行うが、ここでは十字キー７及びメニュー／ＯＫボタン８を用いて、３回の露光を設定する。

その後、撮影が行われると（ステップＳ４２）、撮影データは、各露光ごとにＲＡＭ６８に格納される。

３回の露光が終わり撮影が終了すると、画像判定部８１はＲＡＭ６８から３回の露光データを読み出し、各露光における３枚の画像が同一かどうかの判定を行う（ステップＳ４４）。画像判定部８１は、それぞれの画像の対応する座標の信号の差分を取り、この差分の積算値が所定の閾値未満の場合に、画像が同一と判断する。

画像判定部８１が３枚の画像を同一であると判定した場合には、画像処理設定判定部８２は、加算画像のノイズ低減処理を解像感優先設定とする（ステップＳ４５）。逆に画像判定部８１が３枚の画像を同一でないと判定した場合には、画像処理設定判定部９２は、加算画像のノイズ低減処理をノイズ低減優先設定とする（ステップＳ４６）。

次に３枚の画像を加算処理し、上記のように設定されたノイズ低減処理のパラメータに基づいて、加算画像のノイズ低減処理を行う（ステップＳ４７）。

このように、多重露光モードにおいて撮影した画像が全て同一の場合には、ノイズが打ち消しあっていると判断して、ノイズ低減処理のパラメータを弱めに設定することで、解像感を優先した画像を得ることができる。また同一でない場合には、通常のノイズ低減処理をすることで、ノイズを目立たなくすることができる。

なお、ここでは露光回数を３回として説明したが、何回でもよく、ＲＡＭ６８にデータを格納可能な回数まで設定可能である。

＜第２の実施の形態＞
本発明に係る第２の実施の形態のデジタルカメラ１０の多重露光モードでは、撮影した感度に応じたノイズ低減パラメータを用いて加算画像のノイズ低減処理を行うが、撮影途中で感度が変更された場合に、それぞれの画像の撮影感度から最適なノイズ低減パラメータを算出し、そのパラメータで加算画像のノイズ低減処理を行う。

図５は、デジタルカメラ１０の内部構成の一例を示すブロック図である。図３に示したブロック図と共通する部分には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。図３に示したブロック図とは、画像判定部８１を備えておらず、感度判定部８３を備えた点が異なっている。

図６は、デジタルカメラ１０の多重露光モードにおける動作を示すフローチャートである。

まずフォトモードボタン３０を用いて、多重露光モードに設定する（ステップＳ６１）。多重露光モードでは多重露光回数の設定も行うが、ここでは十字キー７及びメニュー／ＯＫボタン８を用いて、３回の露光を設定する。

その後、撮影が行われると（ステップＳ６２）、撮影データは、各露光ごとにＲＡＭ６８に格納される。３回の露光が終わり撮影が終了すると、感度判定部８３は３回の露光の撮影感度の判定を行う（ステップＳ６３）。撮影感度が全て同一の場合には、ノイズ低減パラメータを、その撮影感度のパラメータに設定にする（ステップＳ６４）。

３回の露光の撮影感度が同一でない場合には、各撮影感度から適切なノイズ低減処理パラメータを算出する（ステップＳ６５）。例えば３回の露光がそれぞれＩＳＯ１００、ＩＳＯ１００、ＩＳＯ４００の場合であれば、これらの平均であるＩＳＯ２００相当のノイズ低減処理パラメータとする。単純な平均ではなく、各感度ごとに重み付けをして求めてもよい。

その後ＣＰＵ５０は、３回の露光データをＲＡＭ６８から読み出し（ステップＳ６６）、３枚の画像を加算処理し、上記のように設定されたノイズ低減処理のパラメータに基づいて、加算画像のノイズ低減処理を行う（ステップＳ６７）。

このように、多重露光モードにおいて、撮影の途中で撮影感度が変更された場合は、各露光ごとの撮影感度に応じて適切なノイズ低減処理パラメータを設定することにより、適切なノイズ低減処理を行うことができる。

図１は本発明に係るデジタルカメラを斜め前方から見た斜視図である。 図２はデジタルカメラ１０を斜め後方から見た斜視図である。 図３は第１の実施の形態のデジタルカメラ１０の、内部構成の一例を示すブロック図である。 図４は第１の実施の形態のデジタルカメラ１０の、多重露光モードにおける動作を示すフローチャートである。 図５は本発明に係る第２の実施の形態のデジタルカメラ１０の、内部構成の一例を示すブロック図である。 図６は本発明に係る第２の実施の形態のデジタルカメラ１０の、多重露光モードにおける動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…デジタルカメラ、２２…シャッターボタン、３２…十字キー、３４…メニュー／ＯＫボタン、３８…液晶モニタ、４１…光学ユニット、４３…ＣＣＤ、４５…アナログ信号処理部、４６…Ａ／Ｄコンバータ、４７…デジタル信号処理部、５０…ＣＰＵ、６７…メモリインターフェース、６８…ＲＡＭ、６９…ＲＯＭ、８１…画像判定部、８２…画像処理設定判定部、８３…輝度判定部

Claims (5)

1. 多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像が実質的に同一であるか否かを判定する画像判定手段と、
   前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成手段と、
   所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理手段と、
   前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定手段と、を備え、
   前記パラメータ設定手段は、前記画像判定手段の判定により、前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
2. 前記パラメータ設定手段は、前記画像判定手段が前記複数の画像を同一と判定した場合にノイズ低減処理を弱めるパラメータを設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶手段と、
   撮影感度を設定する撮影感度設定手段と、
   前記記憶手段によって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成手段と、
   所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理手段と、
   前記ノイズ低減処理手段のノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定手段と、を備え、
   前記パラメータ設定手段は、前記撮影感度設定手段が前記複数の画像の撮影の途中で撮影感度を変更した場合に、撮影感度に応じて前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする撮像装置。
4. 多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶ステップと、
   前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像が同一であるか否かを判定する画像判定ステップと、
   前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成ステップと、
   所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理ステップと、
   前記ノイズ低減処理ステップのノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定ステップと、を備え、
   前記パラメータ設定ステップは、前記画像判定ステップの判定により、前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする撮像方法。
5. 多重露光モードで撮影された複数の画像を記憶する記憶ステップと、
   撮影感度を設定する撮影感度設定ステップと、
   前記記憶ステップによって記憶された前記複数の画像をデジタル加算処理して加算画像を生成する画像生成ステップと、
   所定のパラメータで前記加算画像のノイズを低減するノイズ低減処理ステップと、
   前記ノイズ低減処理ステップのノイズ低減処理パラメータを設定するパラメータ設定ステップと、を備え、
   前記パラメータ設定ステップは、前記撮影感度設定ステップが前記複数の画像の撮影の途中で撮影感度を変更した場合に、撮影感度に応じて前記ノイズ低減パラメータを変更することを特徴とする撮像方法。

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