JP2008288706A - 撮像装置、画像処理装置、画像ファイル及び階調補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像を撮影する際に、画像を複数の領域に区分し、その領域の各々に含まれる被写体までの距離情報を取得する。その距離情報に基づいて領域毎に階調補正特性を設定し、その階調補正特性によって領域毎に階調補正を施す。これによって、画像内の被写体の距離の違いを強調することができる。
【選択図】図7
Description
まず、撮像装置の内部構成について、図面を参照して説明する。図1は、撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
次に、この撮像装置の静止画撮影時の基本動作について図2のフローチャートを用いて説明する。まず、ユーザが撮像装置の電源をONにすると(STEP201)、撮像装置の撮影モードつまりイメージセンサ1の駆動モードについて階調補正モードが選択されているかどうかを検出する(STEP202)。階調補正モードについては後述する。階調補正モードが選択されていない場合、イメージセンサ1の駆動モードを自動的にプレビューモードに設定する(STEP215)。プレビューモードでは、イメージセンサ1の光電変換動作によって得られたアナログ信号である画像信号がAFE2においてデジタル信号に変換されて、画像処理部4で画像処理が施され、圧縮処理部6で圧縮された現時点の画像に対する画像信号が外部メモリ20に一時的に記録される。この圧縮信号は、ドライバ部7を経て、伸長処理部8で伸長され、現時点の画像がディスプレイ部9に表示される。
動画撮影時の動作について説明する。この撮像装置において、撮像動作を行うことが操作部15によって指示されると、イメージセンサ1の光電変換動作によって得られたアナログ信号である画像信号がAFE2に出力される。このとき、イメージセンサ1では、TG12からのタイミング制御信号が与えられることによって、水平走査及び垂直走査が行われて、画素毎のデータとなる画像信号が出力される。そして、AFE2において、アナログ信号である画像信号(生データ)がデジタル信号に変換されて、画像処理部4に入力されると、輝度信号及び色差信号の生成を行う信号変換処理などの各種画像処理が施される。
次に階調補正モードについて説明する。本発明の撮像装置では、画像処理部4に、画像中の被写体の距離情報と輝度情報を算出してそれに基づいた階調補正を撮影した画像に施すことができる距離依存階調補正部40を備え、このような撮影モードを階調補正モードと呼ぶ。距離依存階調補正部40の構成及びその階調補正モードにおける動作について以下に説明する。
ここで、STEP206で構図、画角が所定量以上変化したことを検出した場合、ユーザに対して画角が変化したこと及びシャッターボタンを開放して半押しし直すことをディスプレイ部9での表示やスピーカ部11からの音声によって通知し、シャッターボタンが半押しし直されたかどうかを検知する(STEP213)。半押しし直された場合は再び距離検出用画像を撮影して各領域における最高強度を示した合焦距離を検出し、記憶する(STEP204)。ここで、構図、画角の変化の検出は、CPU13で逐次算出されているAE評価値の変化や、逐次取り込まれてAFE2でデジタル信号化されるイメージセンサ1上の画像からCPU13で検出した被写体の動きベクトルの変化、又は加速度センサのような動きを検出するセンサによって検出することができる。
次に、階調補正テーブルについて説明する。本実施形態の階調補正テーブルは、近景、中景、遠景の3個の距離グループ及び高輝度、中輝度、低輝度の3個の平均輝度グループに対して割り当てられた図13(a)〜図13(i)のグラフに示す9個の入出力特性からなる。各グラフは横軸を階調補正前の入力輝度値、縦軸を階調補正後の出力輝度値とするものである。この入出力特性に基づいて各領域を構成する各画素は輝度が変換される。
しかし、領域間で階調補正に用いる入出力特性が異なると、領域の境界では画像に特性の違いによって境界が現れることとなる。そこで、領域間で境界をぼかして目立たなくするように、入出力特性の異なる隣接する領域を構成する画素の階調補正に用いる入出力特性にグラデーションを与える。
Z=[{(a+x)A+(a−x)B}/2a](a+y)/2a
+[{(a+x)C+(a−x)D}/2a](a−y)/2a
となる。なお、隣接する2個の領域の中心を結ぶ線上の画素ではこれらの2個の領域に設定された入出力特性を線形補完したものを階調補正に用いる。
尚、本実施形態において、各領域を属する距離範囲によってグループ化せず、各領域の被写体までの距離によって階調補正に適用する入出力特性を変化させてもよい。複数の特定の距離の領域に対して入出力特性を設定し、特定の距離の間の距離の領域については、入出力特性としてその距離に隣接する特定の距離の領域に設定された入出力特性から補完したものを適用する。距離sと距離tは入出力特性が設定されており、距離sについて設定された入出力特性がS、距離tについて設定された入出力特性がTであるとき、距離sと距離tの間の入出力特性が設定されていない距離uについての入出力特性Uは、入出力特性T、Sを距離uに対して線形補完して、
U={S(t−u)+T(u−s)}/(t−s) …(1)
とすることができる。尚、入出力特性が設定された最も短い距離より短い距離については最も短い距離に設定された入出力特性を適用し、入出力特性が設定された最も長い距離より長い距離については最も長い距離に設定された入出力特性を適用する。
尚、上述の説明において、図1に示すような構成の撮像装置を例に挙げて、本発明における画像処理方法について説明したが、撮像装置に限らず、液晶ディスプレイやプラズマテレビなどの画像のデジタル処理を行う表示装置においても、本発明における画像処理方法を利用可能である。図17に、本発明における画像処理方法(距離依存階調補正)を行う画像処理装置(「画像処理部」に相当)を備えた表示装置を示す。
Y=(1−K)Yin+K・Yconv
と表すことができる。荷重加算係数と補正強度値とは図20に示すように線形の関係を有し、最も強い補正強度に対応する加重加算係数K_maxは1以下の正の数であればよい。
2 AFE
3 マイク
4 画像処理部
4a 画像処理装置
5 音声処理部
6 圧縮処理部
7 ドライバ部
8 伸長処理部
9 ディスプレイ部
10 音声出力回路部
11 スピーカ部
12 タイミングジェネレータ
13 CPU
14 メモリ
15 操作部
16 バス回線
17 バス回線
18 レンズ部
20 外部メモリ
40 距離依存階調補正部
41 フレームメモリ
42 距離情報検出部
44 距離情報記憶部
45 輝度情報算出部
46 輝度情報記憶部
47 階調補正部
48 信号処理部
80 ファイル
81 画像信号
82 ヘッダ部
82a 距離情報
82b 平均輝度情報
Claims (10)
- 複数の被写体が含まれる撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像部から前記各被写体までの距離である撮像距離を検出する撮像距離検出部と、
前記各被写体の撮像距離に応じた階調補正特性に基づいて、前記撮像画像に階調補正を施す階調補正部と、
を、備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記階調補正特性は、さらに前記撮像画像に含まれる各被写体の平均輝度に応じてなることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 複数の被写体が含まれる撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像画像を複数の分割領域に分割する領域分割部と、
前記各分割領域を、前記撮像部から当該分割領域に含まれる被写体までの距離である撮像距離を検出する撮像距離検出部と、
前記各撮像距離に応じた階調補正特性に基づいて、前記分割領域ごとに階調補正を施す階調補正部と、
を、備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記検出された撮像距離に基づいて、前記複数の分割領域を複数の距離グループに区分する距離グループ生成部を備え、
前記階調補正部では、前記各距離グループに応じた階調補正特性に基づいて、前記分割領域を属する前記各距離グループごとに階調補正を施すことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記階調補正特性は、前記撮像距離が所定の距離より長い場合はコントラストが低くなるように変換し、所定の距離より短い場合はコントラストが高くなるように変換するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の撮像装置。
- 前記階調補正特性は、さらに前記各分割領域の平均輝度に応じてなることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の撮像装置。
- 複数の被写体が含まれる撮像画像を取得する撮像部と、
前記撮像部から前記各被写体までの距離である撮像距離を検出する撮像距離検出部と、
前記撮像画像と前記各被写体の撮像距離に関する情報を互いに関連づけて記録する記録部と、
を、備えることを特徴とする撮像装置。 - 複数の被写体を含む撮像画像に階調補正を施す画像処理装置であって、
前記撮像画像を撮像した撮像装置から前記各被写体までの距離である撮像距離に応じた階調補正特性に基づいて、前記撮像画像に階調補正を施す階調補正部を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 複数の被写体が含まれる撮像画像と、
前記撮像画像を撮像した撮像装置から前記各被写体までの距離である撮像距離に関する情報とが、互いに関連づけて構成されることを特徴とする画像ファイル。 - 被写体までの距離である撮像距離を検出する撮像距離検出ステップと、
複数の前記被写体が含まれる撮像画像を取得する撮像ステップと、
前記撮像距離検出ステップで検出した前記各被写体の撮像距離に応じた階調補正特性に基づいて、前記撮像ステップで取得した前記撮像画像に階調補正を施す階調補正ステップと、
を、備えることを特徴とする階調補正方法。
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