JP3763555B2 - 電子スチルカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影した画像をデジタルデータとして記録する電子スチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像をデジタルデータとして記録する電子スチルカメラ(所謂ディジタルカメラ)が広く普及し始めている。この電子スチルカメラでは、撮像レンズの撮影範囲を確認するための手段として、ビューファインダ又はテレビモニタ等を有するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、テレビモニタを内蔵するタイプのものは、通常、記録画像の撮影前に、撮像レンズから入射した光信号を出力するプレビュー機能を備えており、ユーザは、内蔵モニタに出力されるプレビュー画像によって、撮影しようとする画像のバランスや構成等を確認したり、ピントを合わせたりすることができる。しかし、内蔵モニタは視野に余裕があるものの、このモニタとして液晶タイプのものが使用されている場合が多く、そこに映し出された画像の解像度やコントラストが低い。そのため、従来では、このタイプのものを特に明るい屋外で使った場合に、画面フレアが影響し画像の確認が十分に行ないにくいという問題があった。
【０００４】
また、電子スチルカメラでは、通常、撮像レンズから入射した像が結ばれる像平面を構成するＣＣＤのサイズが小さいため、撮像レンズとＣＣＤとの間に置かれた光学絞りの口径が比較的狭く、結果として被写界深度が深くなり、特に明るい屋外においては、内蔵モニタによってピントを確認することは困難であった。従来では、モニタ上の画像の解像度やコントラストを改善するものとして、例えば周辺照度に応じてバックライトの明るさを変える装置が知られているが、この方法ではピント合せの改善にあまり効果がみられない。
なお、撮影しようとする画像の確認やピント合わせ等の目的から、プレビュー画像は、より速く処理され内蔵モニタに出力されることが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、モニタに出力されるプレビュー画像の見易さを改善することができ、また、プレビュー画像データをより速く処理しモニタに出力することができる電子スチルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部と、画像データを構成する各色データについて画素補間する画素補間部と、階調特性を制御するガンマ補正部とを有し、複数のモニタのいずれかに階調特性制御後の画像データが出力可能であり、上記露出制御部、画素補間部及びガンマ補正部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御，画素補間制御及び階調特性制御が可能であるように構成され、上記ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、所定の階調特性が用いられることを特徴としたものである。
また、本願の請求項２に係る発明は、上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴としたものである。
更に、本願の請求項３に係る発明は、上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴としたものである。
【０００７】
本願の請求項４に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部を有しており、上記露出制御部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御が可能であるように構成され、該露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境において、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境においては、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴としたものである。
また、本願の請求項５に係る発明は、上記露出制御部で、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴としたものである。
【０００８】
本願の請求項６に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有し、種類の異なる複数のモニタのいずれかに画素補間後の画像データが出力可能であり、上記画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、プレビュー画像撮影時には、更に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項７に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有しており、記録画像撮影時に画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮部が設けられており、該画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、記録画像撮影時には、更に、該画像圧縮部にて設定される圧縮率に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴としたものである。
【００１０】
本願の請求項８に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、階調特性を制御するガンマ補正部を有しており、該ガンマ補正部が、それぞれ異なる複数の階調特性制御が可能であるように構成され、そこでは、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時とは相違して、上記モニタに適した階調特性制御が設定されることを特徴としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、シャッタボタン２と、撮像レンズ６と、内蔵されたＣＣＤ８とを有している。また、この電子スチルカメラ１には、ＣＣＤ８で変換された電気信号に所定の処理を行った画像データを記憶するメモリカード(不図示:後述する図２参照)を挿入して接続するカード挿入口５が設けられており、カード挿入口５に接続されたメモリカードは、カード取り出しボタン４を押すことによりカード挿入口５から取り出される。上記電子スチルカメラ１では、シャッタボタン２を押すと、上記ＣＣＤ８上に、撮像レンズ６によって画像が結ばれ、ＣＣＤ８により光の信号が電気信号に変換される。この電気信号が、画像データとしてデジタルデータに変換され処理される。
【００１２】
図２は、上記電子スチルカメラ１のブロック構成図である。図２に示すように、電子スチルカメラ１は、上記撮像レンズ６と、撮像レンズ６からの入射光を光量制御する光学絞り７と、光電変換用のＣＣＤ８と、これら光学系の撮影動作を制御するためのカメラ制御ＣＰＵ２４と、上記ＣＣＤ８で得られた電気信号をサンプリングしてノイズ除去するＣＤＳ９と、ゲインを自動制御して感度補正するＡＧＣ(auto gain control)１０と、電気信号のアナログ／デジタル変換(以下、Ａ／Ｄ変換という)を行うＡ／Ｄ変換部１１と、上記各構成部を経て得られたデジタル信号に所定の画像処理を施す画像処理ＣＰＵ１２とを有している。
【００１３】
この画像処理ＣＰＵ１２は、画像データを色分離して得られた各色の画像データに対してそれぞれ補間処理を行う画素補間部１３と、各色の画像データに対して各々の周波数を帯域制御する帯域補正部１４と、各色を独立に色補正するカラーバランス制御部１５と、入力信号の階調変換を行うガンマ補正部１６と、画像データを圧縮する画像圧縮部１７と、画像データを符号化して内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１に出力するビデオエンコーダ１８と、上記メモリカード２２に対して画像データを供給するメモリカードドライバ１９とからなる。
【００１４】
光学系の撮影動作を制御する上記カメラ制御ＣＰＵ２４の入力側には、上記シャッタボタン２(図１参照)および撮影前に撮影画像サイズや圧縮率等を設定することができる画像条件設定スイッチを含むカメラ操作スイッチ２７と、撮影時に光量・色を測定するための測光・測色センサ２８と、フラッシュ２９とが接続されている一方、出力側には、上記光学絞り７を駆動させる絞りドライバ２５と、上記ＣＣＤ８の露光時間を制御するタイミングジェネレータＣＣＤドライブ２６と、上記ＡＧＣ１０とが接続されている。このカメラ制御ＣＰＵ２４では、上記測光・測色センサ２８により測定された光量や色に基づいて露出制御データが演算され、この露出制御データにより上記光学絞り７の絞り値,ＣＣＤ８の蓄積時間(すなわち電子シャッタ速度)、及び、ＡＧＣ１０のゲインが制御される。
なお、カメラ制御ＣＰＵ２４は、データバスを介して、上記画像処理ＣＰＵ１２に接続されている。
【００１５】
以上の構成を備えた電子スチルカメラ１では、撮影前に以下のような画像条件をユーザが設定することができる。
即ち、本電子スチルカメラ１では、この画像条件として、画像の解像度を決定する撮影画像サイズ、及び、画像圧縮処理におけるデータの圧縮率を設定することができる。
【００１６】
上記撮影画像サイズとしては、「５１２×３８４」、「６４０×４８０」および「１０２４×７６８」の３種類が設けられており、状況に応じて、ユーザが所望の画像サイズを選択することができる。一方、上記画像データの圧縮率を決定する画像圧縮モードとしては、「圧縮無しモード」、「１／８ＪＰＥＧ圧縮モード」及び「１／２０ＪＰＥＧ圧縮モード」の３種類が設けられており、上記画像サイズと同様、ユーザが、撮影前に所望の１つを選択することができる。
【００１７】
また、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、被写体の種類を表す画像記録モードとして、天然色の人物や風景等の自然物を対象とした「自然画モード」、自然物又はそれに文字や数字が組み合わせられたものを白黒で取り込む「グレーテキストモード」、文字や数字を対象とした「２値テキストモード」の３種類が設けられており、ユーザは、撮影前に、被写体の種類に応じて、それらの中から所望のモードを１つ選択することができる。
更に、画像信号を内蔵モニタ側に出力するか、若しくは、外部モニタ側に出力するか否かを設定するＣＲＴオン・オフモードが設けられている。
【００１８】
以下、電子スチルカメラ１の基本的な撮影動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、撮影画像サイズ及び圧縮処理における圧縮率等の各種条件が撮影前にユーザにより設定されるが、カメラ１は、まず、これら設定された各種条件を取り込む(ステップＳ１０)。
【００１９】
撮影時の電子スチルカメラ１における画像処理は、基本的には、シャッタボタン２の半押し状態時における画像処理(ステップＳ１１〜Ｓ２１)と、シャッタボタン２の完全押し込み時における画像処理(ステップＳ２２〜Ｓ３３)との２段階からなる。本実施の形態では、電子スチルカメラ１が、シャッタボタン２の半押し状態時に、上記撮像レンズから入射した画像を上記内蔵モニタ２０に表示するプレビュー機能を備えており、ユーザは、その表示画像で撮影しようとする画像の様子(絵のバランスや構成等)を確認することができる。シャッタボタン２を更に押し込んで完全押し込み状態にすれば、その時撮像レンズ６から入射した画像が処理された後、上記メモリカード２２に記録される。
【００２０】
最初に、シャッタボタン２の半押し状態における動作(ステップＳ１１〜Ｓ２１)を説明する。この動作では、撮影しようとする画像がプレビュー画像として扱われ、所定の画像処理を施される。
ステップＳ１１で上記シャッタボタン２が半押しされると、まず、カメラ１は、上記測光・測色センサ２８において光量や色を測定する(ステップＳ１２)。続いて、この測定データに基づいて、光学絞り７の絞り値,ＣＣＤ８の蓄積時間(すなわちシャッタ速度)等についての露出設定を行う(ステップＳ１３)。
露出設定後、撮像レンズ６から光が入射され、ＣＣＤ８により電気信号に変換される。上記カメラ１は、この電気信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータとして画像処理ＣＰＵ１２へ送る(ステップＳ１４)。
【００２１】
その後、画像処理ＣＰＵ１２において、まず、画素補間部１３により、各色データについての欠落画素が補間される(ステップＳ１５)。この画素補間部１３には、複数の補間手段が設けられており、ステップＳ１０で取り込んだ撮影画像サイズおよび画像圧縮率についての設定値に応じて、それらの中から最適な補間手段が選択されるようになっている。この画素補間部１３については後述する。
【００２２】
画素補間後の画像データは、帯域補正部１４で輪郭補正され(ステップＳ１６)、ステップＳ１７でカラーバランス制御部１５により各色データ毎に色補正された後、ガンマ補正ブロック１６で階調変換される(ステップＳ１８)。続いて、上記画像データは、上記画像処理ＣＰＵ１２により、画像メモリ２３に一時的に書き込まれる(ステップＳ１９)。
【００２３】
その後、画像データは画像メモリ２３から読み出され、上記ビデオエンコーダ１８でＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコードされ(ステップＳ２０)、プレビュー画像として内蔵モニタ２０に出力される(ステップＳ２１)。上記シャッタボタン２が半押し状態に維持される場合には、上記撮像レンズ６から入射した画像が所定のフレーム周期で更新され、動画として内蔵モニタ２０上に表示される。ユーザは、このプレビュー画像を確認した上で、撮影するか否かを判断することができ、ＹＥＳの場合には、シャッタボタン２を完全に押し込む。
【００２４】
シャッタボタン２が完全に押し込まれた場合には、ステップＳ２２〜Ｓ３１において、シャッタボタン２の完全押し込み時における画像処理が行なわれるが、この処理の流れは、前述したシャッタボタン２の半押し状態時と同様であるので、ここでは省略する。ただし、この処理では、メモリカード２２に記録するための画像データが処理される。
【００２５】
ステップＳ２２〜Ｓ３１の画像処理により形成された画像データは、ステップＳ３２において圧縮される。ここでは、ステップＳ１０で取り込んだ画像データの圧縮率に基づいて画像データが圧縮される。この画像圧縮は、圧縮率が高いほど多くの時間を要する。圧縮後の画像データは、ステップＳ３３において、記録画像として上記メモリカード２２に記録される。ステップＳ３４では、撮影を終了するか否かをユーザが判断し、ＹＥＳの場合には撮影動作は終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ１１以降のステップが繰り返される。
以上のような流れに沿って、撮影しようとする画像が処理され、最終的にデジタルデータとして記録される。
【００２６】
露出制御処理
次に、電子スチルカメラ１における露出制御処理について説明する。本実施の形態では、測光・測色センサにより測定された光量や色を用いて上記カメラ制御ＣＰＵ２４により演算された露出制御データに基づいて、絞りドライバ２５、タイミングジェネレータＣＣＤドライブ２６、及び、ＡＧＣ１０が制御されており、各部で、それぞれ、光学絞り８の絞り値、ＣＣＤ８の蓄積時間(いわゆる電子シャッタ速度)、及び、ＡＧＣ１０におけるゲインが設定される。
【００２７】
図４に、上記カメラ制御ＣＰＵ２４にプログラムされた自動露出制御特性を示す。図中の実線Ｒおよび破線Ｓは、それぞれ、記録画像及びプレビュー画像の各画像撮影時に用いられる露出制御特性を表す特性線である。この露出制御特性は、上記光学絞り７の絞り値、ＣＣＤ８の蓄積時間、及び、ＡＧＣ１０のゲインから決まる。図中の右上がりの斜線は、同じ明るさの画像を得るために、それぞれ、所定の明るさの環境におけるシャッタ速度および絞り値の関係を表すものであり、右側の斜線であるほど明るい環境について表すものである。
【００２８】
これら露出制御特性線Ｒ,Ｓによれば、所定の明るさの環境についてみた場合、絞りの連動範囲(Ｆナンバー２．８〜１１)内では、プレビュー画像撮影時に、絞り値Ｆナンバーが記録画像の撮影時に比べて小さく設定される。例えば、記録画像撮影時に、絞り値Ｆナンバー４、シャッタ速度１／１２５秒(図中のr１点)という露出設定のもとで行なわれる画像撮影については、プレビュー画像撮影時に、絞り値Ｆナンバーが３に、シャッタ速度が約１／１８０秒に設定される(s１点)。この露出特性によれば、プレビュー画像撮影時と記録画像撮影時との間で、露出量が変化しないように、絞り値Ｆナンバーを小さくして光学絞り８の口径を大きくする一方で、シャッタ速度をより高速に設定している。
このように、Ｆナンバーを小さくして、光学絞り８の口径を大きくすれば、その場合の被写界深度は浅くなる。この結果、ピントの合う範囲が狭くなり、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピントの確認が行ない易くなる。
【００２９】
上記光学絞り８が最大に開放された場合(Ｆナンバー２．８)には、撮影画像の明るさが一定に保たれるように、環境の明るさに応じて、シャッタ速度が調整される。記録画像撮影時におけるシャッタの最低速度は、ブレが目立たない範囲で１／３０秒に設定されている。
記録画像撮影時のシャッタ速度が最低速度１／３０秒をとり、撮影画像の明るさを光学的に調整し得ない範囲では、上記ＡＧＣ１０におけるゲインによって画像データが調整される。この範囲においても、絞りの連動範囲における場合と同様に、絞り値Ｆナンバーが記録画像撮影時と比べてより小さく設定して、光学絞り８の口径を大きくする。例えば、シャッタ速度が１／３０秒、ＡＧＣ１０のゲインが６dＢという設定値(r２点)に基づく記録画像撮影については、プレビュー画像の撮影時に、シャッタ速度が１／３０秒よりも高速に設定される(s２点)。このような設定によれば、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が低速になるほど生じ易いブレを軽減することができ、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピント確認が容易になる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりも光学絞り８の口径を大きくすることにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタ２０におけるピント確認を容易に行なえるようにしている。また、通常、シャッタ速度が低速になるほど、カメラブレの画像への影響が大きくなるが、このように、シャッタ速度の低速側で、プレビュー画像撮影時のシャッタ速度を記録画像撮影時よりも高速に設定することにより、ブレの影響が軽減され、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピント確認が容易になる。
【００３１】
本電子スチルカメラ１はまた、プレビュー画像をより自然に再生するための露光特性を有している。図５に、電子スチルカメラ１のカメラ制御ＣＰＵ２４にプログラムされた露光特性を表す特性線を示す。図中の実線Ｐ及び破線Ｑは、それぞれ、記録画像撮影時およびプレビュー画像撮影時に適用される露光特性を表すものである。
図５から分かるように、この特性によれば、明るい環境では、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が記録画像撮影時よりも低速に設定され、画像がより明るく再生される。一方、暗い環境では、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が記録画像撮影時よりも高速に設定され、画像がより暗く再生される。
【００３２】
例えば、「白雲」を被写体とする場合には、プレビュー画像撮影時に、記録画像時のシャッタ速度(点p１)より遅いシャッタ速度(点q１)を用いて、露出をオーバさせることにより、プレビュー画像を明るい環境のもとでより明るく再生する。一方、「夜祭り」を被写体とする場合には、プレビュー画像撮影時に、記録画像時のシャッタ速度(点p２)より速いシャッタ速度(点q２)を用いることにより、プレビュー画像を暗い環境でより暗く再生する。
このように、プレビュー画像撮影時に、撮影環境により左右されるモニタの見え露光量を補正し、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生することによって、より自然なプレビュー画像が得られる。
【００３３】
本実施の形態に係る露出制御処理では、まず、前述したように、図４に示す露出特性に基づいて、露出量が変化しないように、プレビュー画像撮影時の光学絞り８の口径を記録画像撮影時よりも大きく設定した後、更に、その光学絞り８の口径を一定に保持した状態で、図５に示す露光特性に基づいて、露出オーバするように、プレビュー画像撮影時のシャッタ速度を記録画像撮影時よりも低速に設定することによって、プレビュー画像が内蔵モニタに出力される際に、より自然な画像を得ることができるとともに、得られたプレビュー画像によるピント合わせを容易にすることができる。
なお、本実施の形態では、プレビュー画像が内蔵モニタ２０に出力される場合について記述されるが、画像データの出力先を内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１のいずれか一方に設定可能なＣＲＴオン・オフモードにおいて、出力先を外部モニタ２１に設定した上で撮影する場合にも、前述した露出制御特性を用いてよい。
【００３４】
画素補間処理
次に、画素補間部１３における画素補間処理(図３のステップＳ１５及びＳ２５)について図６のサブルーチンを参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、画素の配置がＲ(赤),Ｇ(緑),Ｂ(青)からなるベイヤ−配列のＣＣＤ８が搭載されており、ベイヤー配列の画像データが得られる。上記画素補間部１３では、このベイヤー配列の画像データにおける各色についての欠落画素が補間される。
【００３５】
図６に示すように、まず、ステップＳ５１において、ベイヤー配列の画像データが入力される。この画像データは、ステップＳ５２でＲ,Ｇ,Ｂの各色データに色分離される。この画素補間部１３には複数の補間手段が設けられており、ステップＳ５３では、図３のステップＳ１０で取り込まれた画像条件に応じて、複数の補間手段の中から１つが選択される。そして、この選択された補間手段に基づいた補間処理が実行される(ステップＳ５４)。補間処理後の画像データは、ステップＳ５５で各色データ毎に帯域補正部１４(図２参照)へ出力される。
【００３６】
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、画素補間部１３における補間手段として、３種類の補間手段、すなわち、平均フィルタを用いる補間手段a(いわゆる平均法)、メディアンフィルタを用いる補間手段b(いわゆるメディアン法)、及び、隣接画素による単純補間を行う補間手段cを有している。以下に、これらの補間手段a,b,cについて説明する。
【００３７】
図７は、画素補間手段aの説明図である。画素補間部１３に入力されたＣＣＤ出力画素パターン(ベイヤー配列)の画像データ３１は、Ｒ,Ｇ,Ｂの画素毎にそれぞれ異なるフィルタパターンでマスキング処理されることにより、各色データ３２,３４及び３６に分離される。これら各色データ３２,３４及び３６は、対象となる色以外の色を有する画素、すなわち欠落画素についてマスキングされている(図の黒塗り部分)。画素補間手段aでは、これら欠落画素のある各色データ３２,３４及び３６に対して、３×３のフィルタ行列を備えた補間フィルタ３３,３５及び３７が適用され、各色毎に、各画素の値が付近の画素値の適当な平均で置き換えられることにより欠落画素が補間される。
【００３８】
例えば、Ｇデータについての欠落画素３２Ａを補間フィルタ３３を用いて求める場合を考えると、上下左右に位置する画素の値Ｇ4,Ｇ6,Ｇ7,Ｇ9から以下の式で求めることができる。なお、欠落画素についてはその値を０として計算する。Ｇ4×１／４＋Ｇ6×１／４＋Ｇ7×１／４＋Ｇ9×１／４＝(Ｇ4＋Ｇ6＋Ｇ7＋Ｇ9)／４・・・・・・・(１)
このような補間処理を、Ｇデータにおける全ての欠落画素について実行すれば、Ｇの全画素データが得られる。また、Ｒ,Ｂの色データについても同様にフィルタ３５,３７による補間処理を実行することにより、Ｒ,Ｂの全画素データが得られる。この画素補間手段aは平均法と呼ばれるものであり、処理速度が比較的速い。
【００３９】
また、図８は、画素補間手段bの説明図である。画素補間部１３に入力されたＣＣＤ出力画素パターン(ベイヤー配列)の画像データ４１は、補間手段aの場合と同様に、Ｒ,Ｇ,Ｂの画素毎にそれぞれ異なるフィルタパターンでマスキング処理されることにより、各色データ４２,４４及び４６に分離される。この補間手段bでは、これら各色データ４２,４４及び４６に対して、高帯域まで画素をもつＧの色データについては、メディアン(中間値)フィルタ４３が適用され、欠落画素の値が周辺４画素の中間２値の平均値に置換される一方、Ｒ,Ｂの色データについては、上記補間手段aの場合と同様に、平均フィルタ４５,４７が適用され、各画素の値が近傍画素の値の適当な平均で置換される。
【００４０】
例えば、Ｇデータについての欠落画素４２Ａをメディアンフィルタ４３を用いて求める場合、まず、欠落画素４２Ａの上下左右に位置する隣接画素の値Ｇ4,Ｇ6,Ｇ7,Ｇ9の大小が比較される。このとき、Ｇ6＜Ｇ4＜Ｇ9＜Ｇ7であれば、それらの中間２値はＧ4,Ｇ9であり、画素４２Ａの値は、(Ｇ4＋Ｇ9)／２で表される。この補間処理を、全ての欠落画素について実行すれば、Ｇの全色データが再生される。この画素補間手段bは、メディアン法と呼ばれるものであり、上記補間手段aと比較して処理速度は遅い。
【００４１】
本実施の形態では、補間フィルタを用いて欠落画素の値を求める画素補間手段a,bの代わりに、図９に示すような画素補間手段cを用いる場合がある。この補間手段cでは、画像データ５１をフィルタパターン５２,５４,５６で色分離した後、５３,５５および５７の太線で示すように、２×２画素に区画した上で、各区画毎に、存在する画素を１つ選択し、その画素値を他の３つの画素に与えることにより、区画毎に画素値を等しくさせる単純補間が行なわれる。この補間手段cは、画像品質について上記補間手段a,bに劣るが、処理速度が最も速い。
【００４２】
画素補間処理は、プレビュー画像及び記録画像の各々について行なわれるが、本実施の形態では、プレビュー画像の補間処理時(図３のステップＳ１８)には、画素補間部１３において、決まって処理速度の速い補間手段を用いるようにした。詳しくは、プレビュー画像の出力先の種類に応じて、画像データが内蔵モニタ２０に出力される場合には補間手段cが用いられ、画像データが外部モニタ２１に出力される場合には補間手段aが用いられる。これによれば、全処理を通じて、プレビュー画像データをより速く処理することができ、ユーザは内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１を通して撮影しようとする画像の様子を即座に確認することが可能となる。
【００４３】
一方、記録画像の補間処理時(図３のステップＳ２５)には、撮影前にユーザが設定した各種条件(撮影画像サイズおよび画像圧縮率)に応じて、画素補間部１３において、前述した処理速度の異なる補間手段の中から所定の補間手段が選択される。なお、処理速度の最も速い補間手段cは、画像品質への影響が他より大きく、記録画像の補間処理には用いられない。
「表１」に、記録画像データ処理時の、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率と、それに応じて選択される補間手段との関係を示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
「表１」によれば、例えばユーザが撮影画像サイズを「５１２×３８４」に、また、画像圧縮モードを「１／８ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合には、画素補間部１３において補間手段aが用いられる。本実施の形態では、特に画像圧縮部１７における圧縮率が高く設定された場合に、画素補間部１３において処理速度の速い補間手段aが選択されるようにした。これは、ユーザが設定した圧縮率が高いほど、画像圧縮部１７において圧縮処理に時間がかかるため、この時間のロスを画素補間部１３において補償するためである。
【００４６】
また、本実施の形態では、メモリの節約を目的として画像品質を重要視しない場合、特に、撮影画像サイズを「５１２×３８４」に、画像圧縮モードを「１／８ＪＰＥＧ圧縮」又は「１／２０ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合に、上記画素補間部１３において補間手段aが選択される。この場合には、データ量の少ない画像を扱うため各処理が比較的高速に行なわれる上に、画像圧縮部１７における時間のロスが画素補間部１３において補償されるので、画像データが全体を通じてより速く処理される。
このように、特に画像品質を重要視しない撮影について、画像処理速度を向上させることによって、時間当たりにより多くのコマ数を撮影することができる。
【００４７】
尚、本実施の形態では、画素補間部１３において補間手段a,b,cのいずれか１つが選択される場合について記述されているが、処理速度の異なる更に多くの補間手段を設けて、それらの中から所望の１つを選択するようにしてもよい。この場合にも、ユーザが設定する圧縮率が高いほど、処理速度の速い補間手段を選択するようにして、画像品質に見合った処理速度を達成することができる。
【００４８】
帯域制御処理
以上のように、画素補間処理を行った直後の各色データについての周波数特性を比較した場合、Ｇの周波数特性が、他の色Ｒ,Ｂに比べて高域にまで及ぶことが分かっている。このことは、上記ＣＣＤ８における、Ｇを基調にしたＲＧＢフィルタの配列(本実施の形態ではベイヤー配列)によるものである。こうしたＲ,Ｇ,Ｂの画素抜けによる解像度の低下を補正するために、画像データを帯域補正部１４において帯域制御する。
【００４９】
以下に、帯域補正部１４における帯域制御処理(図３のステップＳ１６及び２６)について説明する。
図１０は、各色データに対する帯域制御処理の流れ例を示した図である。まず、画素補間処理後のＧ信号に対し、５×５のフィルタ行列を備えたＧＬ−ローパスフィルタ６１を用いて、ＲＢと同じ帯域制限をかけ、低域成分からなる信号(低域信号)を抽出する。この低域信号が、減算回路６２で、Ｇについての元の信号から差し引かれることにより、中域成分からなる信号(中域信号)が取り出される。この中域信号は、増幅部６３及び６８に入力される。
上記増幅部６３において所定のゲインで増幅された信号は、加算回路６４で、Ｇについての元の信号に加えられる。一方、増幅部６８において増幅された信号は、加算回路６９,７１において低域成分からなるＲ,Ｂの各信号に加えられる。
【００５０】
また、この帯域補正処理では、画素補間後のＧ信号に対して、３×３のフィルタ行列を備えたラプラシアンフィルタ６５を用いることにより、高域成分からなる信号(高域信号)が抽出される。抽出された高域信号は、増幅部６６に入力され、所定のゲインで増幅された後、クリップ回路６７で波形振幅のベース側が除去される結果、所望の高域信号が得られる。この高域信号は、上記加算回路６４において、Ｇについての元の信号に加えられるか、若しくは、加算回路７０,７２において、それぞれ上記Ｒ,Ｂの信号に加えられる。
以上のように、Ｒ,Ｇ,Ｂの各信号が帯域制御され、カラーバランス制御部１５へ出力される。
【００５１】
帯域補正部１４では、高域補正用の増幅部６６,中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインの設定値(α,β)に従って、ＲＧＢの各信号がレベル調整され、各信号の周波数特性が制御される。例えば、増幅部６６のゲインαを大きな値に設定した場合には、各信号の高域成分が強調され、また、増幅部６３,６８のゲインβを大きな値に設定した場合には、各信号の中域成分が強調されることになる。
【００５２】
図１１に、４組みのゲインの設定値(α,β)について、それぞれの場合に得られる出力信号の周波数特性曲線を示す。ここで、横軸は周波数、縦軸はレスポンスを表す。
特性曲線a(実線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０の場合のものである。
特性曲線b(破線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０．３、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０の場合のものである。この場合には、各信号の高域成分が強調されることになる。
特性曲線c(一点鎖線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０．３の場合のものである。この場合には、各信号の中域成分が強調されることになる。
特性曲線d(二点鎖線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０．３、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０．３の場合のものである。この場合には、各信号の中域成分および高域成分が共に強調されることになる
【００５３】
ところで、前述したように、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、被写体の種類の設定が可能な画像記録モードを備えており、その画像記録モードとして、被写体がカラーグラフィック(自然画)である場合に用いる「自然画モード」と、白黒グラフィック又はそれと文字や数字の組合せである場合に用いる「グレーテキストモード」と、文字や数字のみである場合に用いる「２値テキストモード」とを有している。本実施の形態では、上記帯域補正部１４において、まず、ユーザが設定した画像記録モードに応じて、所定のゲイン設定値(α,β)が選択される。
【００５４】
上記画像記録モードとして「自然画モード」を設定した場合には、更に、ユーザが設定した撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率に応じて、上記帯域補正部１４におけるゲイン設定値(α,β)が選択される。
「表２」に、「自然画モード」を設定した場合の、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像圧縮率と、それに応じて選択される高域補正用の増幅部６６における高域増幅ゲインα,中域補正用の増幅部６３,６８における中域増幅ゲインβとの関係を示す。
【表２】
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、ユーザが設定した画像撮影サイズ及び画像データの圧縮率に応じ、「表２」に基づいて、所定のゲインの設定値(α,β)が選択される。例えば、撮影画像サイズが「５１２×３８４ピクセル」に、また、画像圧縮モードが「１／８ＪＰＥＧ圧縮」に設定された場合には、高域増幅ゲインαが１．５、中域増幅ゲインβが０．１の値をとり、各信号の中域成分が強調される。
【００５５】
この「表２」から分かるように、撮影画像サイズが低くなるほど、中域増幅ゲインαが大きく設定される。この結果、各信号の中域成分が強調され、本来情報をもたない高域成分のノイズを抑制するコントラスト重視の補正を行うことができる。一方、撮影画像サイズが高い場合には、高域増幅ゲインβが大きく設定され、高域信号まで再現出来るように高域強調が行なわれる。
また、画像データの圧縮率が高いほど、高域増幅ゲインβが小さく設定されるので、高域特性が下がり、高域ノイズの発生が抑制される。
【００５６】
以上のように、「自然画モード」を設定した場合には、撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率に応じた所定の増幅ゲインの設定値に基づいて帯域制御が行なわれる。これにより、Ｇを基調としたベイヤー配列によるＲ,Ｂの高域の低下を補うことができ、更に、エッジの着色、色の回りを抑制しながら、被写体の特性に適した周波数特性を得ることができる。
【００５７】
次に、画像記録モードが「グレーテキストモード」、「２値テキストモード」に設定された場合の、帯域補正部１４における各増幅部のゲイン設定値(α,β)について説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、画像記録モードとして、「グレーテキストモード」又は「２値テキストモード」が設定された場合、撮影画像サイズは自動的に「１０２４×７６８ピクセル」に設定される。また、この場合には、画像データの圧縮率にかかわらず、各モードについてゲイン設定値(α,β)は一定である。「表３」に、各モード設定時に用いる増幅ゲイン設定値(α,β)を示す。
【表３】
本実施の形態では、画像記録モードとして、「グレーテキストモード」が設定された場合には、中域成分を強調する一方、高域成分を抑制するようにした。これにより、色再現はそのままでハイコントラストかつ低ノイズの輪郭のシャープな画像が提供される。
また、「２値テキストモード」が設定された場合には、中域成分を最大限に持ち上げる一方、高域成分を抑制するようにした。このような設定のもとで輪郭を強調し、その後に画像データを２値化することにより、ベイヤー配列によるドットノイズの少ないエッジの再現を可能にしている。
【００５８】
階調変換処理
次に、ガンマ補正部１６における階調変換処理について説明する。このガンマ補正部１６では、カラーバランス制御ブロック１４で正規化されたＲ,Ｇ,Ｂの各信号が、１０２４階調及び２５６階調のルックアップテーブルにより階調変換される。
ガンマ補正部１６には、図１２〜図１５に示すガンマ曲線Ａ〜Ｄによる階調特性が設定されており、画像データは、状況に応じて、これらのガンマ曲線Ａ〜Ｄによる階調特性のいずれかに基づき階調変換される。
【００５９】
図１２には、画像出力モニタが例えばパソコンＣＲＴである場合に用いられる通常特性を表すガンマ曲線Ａが示されている。出力モニタの表面の明るさは、入力電圧に比例せず、このような曲線で補正することにより、ほぼリニアな発光階調を得ている。
また、図１３に、ガンマ曲線Ａの場合と同様に、出力モニタがパソコンＣＲＴである場合に用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｂを示す。このガンマ曲線Ｂは、入力電圧の高い側でガンマ曲線Ａの上側に、入力電圧の低い側でガンマ曲線Ａの下側にあらわれるカーブを描いている。このガンマ曲線Ｂが表す階調特性によれば、ガンマ曲線Ａの通常特性を用いた場合に比べて、明るい側でより明るく、暗い側でより暗いハイコントラストでめりはりの付いた画像が得られることになる。
【００６０】
更に、図１４に示すガンマ曲線Ｃは、出力モニタが内蔵モニタ２０である場合に用いられる。このガンマ曲線Ｃの階調特性は、パソコンＣＲＴを対象とした通常特性よりも画像をハイコントラストに設定するものであり、この設定によって、特に液晶型の内蔵モニタ２０への出力に適した画像データが得られる。
また更に、図１５に示すガンマ曲線Ｄは、出力モニタが例えばテレビ等の外部モニタ２１である場合に用いられる。この曲線Ｄは、全体的に、ガンマ曲線Ａの上側にあらわれるカーブを描いており、このガンマ曲線Ｄの階調特性によれば、ガンマ曲線Ａの通常特性に比べて、全体的により明るい画像を得ることができる。
【００６１】
本実施の形態では、処理する画像データが記録画像データであるか、又は、プレビュー画像データであるかに応じて、その階調変換処理時に、前述したガンマ曲線Ａ〜Ｄから所定のガンマ曲線が選択される。
まず、プレビュー画像データの階調変換処理時には、ガンマ曲線Ｃ又はＤのいずれかが選択される。この場合には、特に出力モニタの種類に応じて、所定のガンマ曲線が決まる。すなわち、プレビュー画像データの出力先が内蔵モニタ２０である場合には、ガンマ曲線Ｃが選択され、その曲線Ｃによる階調特性に基づいて、画像データが階調変換される。一方、出力先が外部モニタ２１である場合には、ガンマ曲線Ｄが選択され、その曲線Ｄによる階調特性に基づいて、画像データが階調変換される。
このように、プレビュー画像データは、その出力先の種類に応じて、それに適した画像に変換されるため、モニタ上で見易いプレビュー画像が得られる。また、これにより、記録しようとする画像の様子をより適確に確認できるようになる。
【００６２】
上記プレビュー画像の階調変換処理時に、ガンマ曲線Ｃ又はＤによる階調特性が用いられる一方、記録画像データの階調変換処理には、上記ガンマ曲線Ａ又はＢのいずれかが用いられる。
記録画像データの階調変換処理では、まず、ユーザが設定した画像記録モードの種類に応じて、上記ガンマ曲線Ａ又はＢが選択される。本実施の形態では、画像記録モードを「グレーテキストモード」又は「２値テキストモード」に設定した場合には、ガンマ曲線Ｂによる階調特性に基づいて階調変換処理が行なわれる。これにより、文字データ等のテキスト画の撮影において、ハイコントラストな画像を再現することができる。
【００６３】
一方、画像記録モードを「自然画モード」に設定した場合には、更に撮影画像サイズおよび画像データの圧縮率の種類に応じて、ガンマ曲線Ａ又はＢのいずれかが選択される。
「表４」に、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率と、それらに応じて階調変換処理に用いられるガンマ曲線との関係を示す。例えば、画像サイズを「６４０×４８０」に、画像圧縮モードを「１／２０ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合には、ガンマ曲線Ｂが選択され、この曲線Ｂが表す階調特性に基づいて階調変換処理が行なわれる。
【表４】
「表４」から分かるように、画像データの圧縮率を高く設定した場合には、ガンマ曲線Ｂによる階調特性に基づいて処理を行い、画像にめりはりを付け、コントラストを高くすることにより、圧縮解凍時の画像の品質の低下を目立たないようにすることができる。
同様に、撮影画像サイズを小さく設定した場合にも、ガンマ曲線Ｂによる階調特性に階調特性に基づいて処理を行ない、モニタ上の画像品質の低下を最大限に目立たないようにすることができる。
【００６４】
以上のように、ガンマ補正部１６では、各種条件に応じて、所定のガンマ曲線を選択し、その階調特性に基づいて、画像データを階調変換することにより、出力された画像の見易さを向上させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、ガンマ補正部１６においてガンマ曲線Ａ〜Ｄの４種類の中からいずれか１つが選択される場合について記述されているが、階調特性の異なる更に多くのガンマ曲線を設定して、それらの中から所望の１つを選択するようにしてもよい。この場合にも、状況に応じて、複数の中から所望の１つを選択し、モニタ上に出力される画像をより見易いものとすることができる。
【００６６】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
本願の請求項１に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、露出制御部、画素補間部及びガンマ補正部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御，画素補間制御及び階調特性制御が可能であるように、また、複数のモニタのいずれかに階調特性制御後の画像データが出力可能であるように構成されており、上記ガンマ補正部で、プレビュー画像撮影時に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、所定の階調特性が用いられるので、プレビュー画像処理時に、最適な階調特性を用いて、モニタ上のプレビュー画像の見易さが向上し、プレビュー画像によるピント合わせを容易に行うことができる。
また、本願の請求項２に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、光学絞りの口径を大きく設定することにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタにおいて、プレビュー画像によるピント確認を容易に行うことができる。更に、ブレの影響があらわれるシャッタ速度の低速側でも、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、ブレの影響を軽減することができる。
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、撮影環境によって左右されるモニタの見え露光量が補正され、プレビュー画像は、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生されるので、より自然なプレビュー画像をモニタ上に表示することができる。
【００６８】
本願の請求項４に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、露出制御部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御が可能であるように構成されており、該露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境において、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境においては、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されるので、プレビュー画像撮影時に、撮影環境によって左右されるモニタの見え露光量が補正され、プレビュー画像は、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生されるので、より自然なプレビュー画像をモニタ上に表示することができる。
更に、本願の請求項５に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、光学絞りの口径を大きく設定することにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタにおいて、プレビュー画像によるピント確認を容易に行うことができる。更に、ブレの影響があらわれるシャッタ速度の低速側でも、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、ブレの影響を軽減することができる。
【００６９】
本願の請求項６に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、画素補間部が、ＣＣＤにおけるべイヤー配列のフィルタによって発生した欠落画素に対し、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるとともに、プレビュー画像撮影時には、更に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されているので、画像データの処理速度とともに、画像の品質を考慮した画素補間を行なうことができる。
【００７０】
本願の請求項７に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、画素補間部が、ＣＣＤにおけるべイヤー配列のフィルタによって発生した欠落画素に対し、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるとともに、記録画像撮影時には、更に、画像圧縮部にて設定される圧縮率に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されているため、特に圧縮率が高く設定された場合に、処理速度の速い画素補間を用いることにより、圧縮処理における時間のロスを画素補間部において補償することができる。
【００７１】
本願の請求項８に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、ガンマ補正部が、それぞれ異なる複数の階調特性制御が可能であるように構成され、該ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時とは相違して、モニタに適した階調特性制御が設定されるので、モニタ上のプレビュー画像の見易さが向上し、プレビュー画像によるピント合わせを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る電子スチルカメラの斜視図である。
【図２】 上記電子スチルカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】 上記電子スチルカメラの撮影動作のフローチャートである。
【図４】 上記電子スチルカメラの露出特性を示す図である。
【図５】 上記電子スチルカメラの露光特性を示す図である。
【図６】 上記電子スチルカメラの画素補間部の処理によるサブルーチンである。
【図７】 上記画素補間部における補間手段aの流れを示す図である。
【図８】 上記画素補間部における補間手段bの流れを示す図である。
【図９】 上記画素補間部における補間手段cの流れを示す図である。
【図１０】 上記電子スチルカメラの帯域補正部における各色データの流れを示す図である。
【図１１】 上記帯域補正部における処理後の周波数特性を示す図である。
【図１２】 上記電子スチルカメラのガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ａである。
【図１３】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｂである。
【図１４】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｃである。
【図１５】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｄである。
【符号の説明】
１…電子スチルカメラ
６…撮像レンズ
７…光学絞り
８…ＣＣＤ
９…ＡＧＣ
１２…画像処理ＣＰＵ
１３…画素補間部
１６…ガンマ補正部
１７…画像圧縮部
２０…内蔵モニタ
２１…外部モニタ
２２…メモリカード
２７…カメラ操作スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影した画像をデジタルデータとして記録する電子スチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像をデジタルデータとして記録する電子スチルカメラ(所謂ディジタルカメラ)が広く普及し始めている。この電子スチルカメラでは、撮像レンズの撮影範囲を確認するための手段として、ビューファインダ又はテレビモニタ等を有するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、テレビモニタを内蔵するタイプのものは、通常、記録画像の撮影前に、撮像レンズから入射した光信号を出力するプレビュー機能を備えており、ユーザは、内蔵モニタに出力されるプレビュー画像によって、撮影しようとする画像のバランスや構成等を確認したり、ピントを合わせたりすることができる。しかし、内蔵モニタは視野に余裕があるものの、このモニタとして液晶タイプのものが使用されている場合が多く、そこに映し出された画像の解像度やコントラストが低い。そのため、従来では、このタイプのものを特に明るい屋外で使った場合に、画面フレアが影響し画像の確認が十分に行ないにくいという問題があった。
【０００４】
また、電子スチルカメラでは、通常、撮像レンズから入射した像が結ばれる像平面を構成するＣＣＤのサイズが小さいため、撮像レンズとＣＣＤとの間に置かれた光学絞りの口径が比較的狭く、結果として被写界深度が深くなり、特に明るい屋外においては、内蔵モニタによってピントを確認することは困難であった。従来では、モニタ上の画像の解像度やコントラストを改善するものとして、例えば周辺照度に応じてバックライトの明るさを変える装置が知られているが、この方法ではピント合せの改善にあまり効果がみられない。
なお、撮影しようとする画像の確認やピント合わせ等の目的から、プレビュー画像は、より速く処理され内蔵モニタに出力されることが求められる。
【０００５】
そこで、本発明は、モニタに出力されるプレビュー画像の見易さを改善することができ、また、プレビュー画像データをより速く処理しモニタに出力することができる電子スチルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部と、画像データを構成する各色データについて画素補間する画素補間部と、階調特性を制御するガンマ補正部とを有し、複数のモニタのいずれかに階調特性制御後の画像データが出力可能であり、上記露出制御部、画素補間部及びガンマ補正部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御，画素補間制御及び階調特性制御が可能であるように構成され、上記ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、所定の階調特性が用いられることを特徴としたものである。
また、本願の請求項２に係る発明は、上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴としたものである。
更に、本願の請求項３に係る発明は、上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴としたものである。
【０００７】
本願の請求項４に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部を有しており、上記露出制御部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御が可能であるように構成され、該露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境において、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境においては、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴としたものである。
また、本願の請求項５に係る発明は、上記露出制御部で、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴としたものである。
【０００８】
本願の請求項６に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有し、種類の異なる複数のモニタのいずれかに画素補間後の画像データが出力可能であり、上記画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、プレビュー画像撮影時には、更に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項７に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有しており、記録画像撮影時に画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮部が設けられており、該画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、記録画像撮影時には、更に、該画像圧縮部にて設定される圧縮率に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴としたものである。
【００１０】
本願の請求項８に係る電子スチルカメラは、記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、階調特性を制御するガンマ補正部を有しており、該ガンマ補正部が、それぞれ異なる複数の階調特性制御が可能であるように構成され、そこでは、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時とは相違して、上記モニタに適した階調特性制御が設定されることを特徴としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、シャッタボタン２と、撮像レンズ６と、内蔵されたＣＣＤ８とを有している。また、この電子スチルカメラ１には、ＣＣＤ８で変換された電気信号に所定の処理を行った画像データを記憶するメモリカード(不図示:後述する図２参照)を挿入して接続するカード挿入口５が設けられており、カード挿入口５に接続されたメモリカードは、カード取り出しボタン４を押すことによりカード挿入口５から取り出される。上記電子スチルカメラ１では、シャッタボタン２を押すと、上記ＣＣＤ８上に、撮像レンズ６によって画像が結ばれ、ＣＣＤ８により光の信号が電気信号に変換される。この電気信号が、画像データとしてデジタルデータに変換され処理される。
【００１２】
図２は、上記電子スチルカメラ１のブロック構成図である。図２に示すように、電子スチルカメラ１は、上記撮像レンズ６と、撮像レンズ６からの入射光を光量制御する光学絞り７と、光電変換用のＣＣＤ８と、これら光学系の撮影動作を制御するためのカメラ制御ＣＰＵ２４と、上記ＣＣＤ８で得られた電気信号をサンプリングしてノイズ除去するＣＤＳ９と、ゲインを自動制御して感度補正するＡＧＣ(auto gain control)１０と、電気信号のアナログ／デジタル変換(以下、Ａ／Ｄ変換という)を行うＡ／Ｄ変換部１１と、上記各構成部を経て得られたデジタル信号に所定の画像処理を施す画像処理ＣＰＵ１２とを有している。
【００１３】
この画像処理ＣＰＵ１２は、画像データを色分離して得られた各色の画像データに対してそれぞれ補間処理を行う画素補間部１３と、各色の画像データに対して各々の周波数を帯域制御する帯域補正部１４と、各色を独立に色補正するカラーバランス制御部１５と、入力信号の階調変換を行うガンマ補正部１６と、画像データを圧縮する画像圧縮部１７と、画像データを符号化して内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１に出力するビデオエンコーダ１８と、上記メモリカード２２に対して画像データを供給するメモリカードドライバ１９とからなる。
【００１４】
光学系の撮影動作を制御する上記カメラ制御ＣＰＵ２４の入力側には、上記シャッタボタン２(図１参照)および撮影前に撮影画像サイズや圧縮率等を設定することができる画像条件設定スイッチを含むカメラ操作スイッチ２７と、撮影時に光量・色を測定するための測光・測色センサ２８と、フラッシュ２９とが接続されている一方、出力側には、上記光学絞り７を駆動させる絞りドライバ２５と、上記ＣＣＤ８の露光時間を制御するタイミングジェネレータＣＣＤドライブ２６と、上記ＡＧＣ１０とが接続されている。このカメラ制御ＣＰＵ２４では、上記測光・測色センサ２８により測定された光量や色に基づいて露出制御データが演算され、この露出制御データにより上記光学絞り７の絞り値,ＣＣＤ８の蓄積時間(すなわち電子シャッタ速度)、及び、ＡＧＣ１０のゲインが制御される。
なお、カメラ制御ＣＰＵ２４は、データバスを介して、上記画像処理ＣＰＵ１２に接続されている。
【００１５】
以上の構成を備えた電子スチルカメラ１では、撮影前に以下のような画像条件をユーザが設定することができる。
即ち、本電子スチルカメラ１では、この画像条件として、画像の解像度を決定する撮影画像サイズ、及び、画像圧縮処理におけるデータの圧縮率を設定することができる。
【００１６】
上記撮影画像サイズとしては、「５１２×３８４」、「６４０×４８０」および「１０２４×７６８」の３種類が設けられており、状況に応じて、ユーザが所望の画像サイズを選択することができる。一方、上記画像データの圧縮率を決定する画像圧縮モードとしては、「圧縮無しモード」、「１／８ＪＰＥＧ圧縮モード」及び「１／２０ＪＰＥＧ圧縮モード」の３種類が設けられており、上記画像サイズと同様、ユーザが、撮影前に所望の１つを選択することができる。
【００１７】
また、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、被写体の種類を表す画像記録モードとして、天然色の人物や風景等の自然物を対象とした「自然画モード」、自然物又はそれに文字や数字が組み合わせられたものを白黒で取り込む「グレーテキストモード」、文字や数字を対象とした「２値テキストモード」の３種類が設けられており、ユーザは、撮影前に、被写体の種類に応じて、それらの中から所望のモードを１つ選択することができる。
更に、画像信号を内蔵モニタ側に出力するか、若しくは、外部モニタ側に出力するか否かを設定するＣＲＴオン・オフモードが設けられている。
【００１８】
以下、電子スチルカメラ１の基本的な撮影動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、撮影画像サイズ及び圧縮処理における圧縮率等の各種条件が撮影前にユーザにより設定されるが、カメラ１は、まず、これら設定された各種条件を取り込む(ステップＳ１０)。
【００１９】
撮影時の電子スチルカメラ１における画像処理は、基本的には、シャッタボタン２の半押し状態時における画像処理(ステップＳ１１〜Ｓ２１)と、シャッタボタン２の完全押し込み時における画像処理(ステップＳ２２〜Ｓ３３)との２段階からなる。本実施の形態では、電子スチルカメラ１が、シャッタボタン２の半押し状態時に、上記撮像レンズから入射した画像を上記内蔵モニタ２０に表示するプレビュー機能を備えており、ユーザは、その表示画像で撮影しようとする画像の様子(絵のバランスや構成等)を確認することができる。シャッタボタン２を更に押し込んで完全押し込み状態にすれば、その時撮像レンズ６から入射した画像が処理された後、上記メモリカード２２に記録される。
【００２０】
最初に、シャッタボタン２の半押し状態における動作(ステップＳ１１〜Ｓ２１)を説明する。この動作では、撮影しようとする画像がプレビュー画像として扱われ、所定の画像処理を施される。
ステップＳ１１で上記シャッタボタン２が半押しされると、まず、カメラ１は、上記測光・測色センサ２８において光量や色を測定する(ステップＳ１２)。続いて、この測定データに基づいて、光学絞り７の絞り値,ＣＣＤ８の蓄積時間(すなわちシャッタ速度)等についての露出設定を行う(ステップＳ１３)。
露出設定後、撮像レンズ６から光が入射され、ＣＣＤ８により電気信号に変換される。上記カメラ１は、この電気信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータとして画像処理ＣＰＵ１２へ送る(ステップＳ１４)。
【００２１】
その後、画像処理ＣＰＵ１２において、まず、画素補間部１３により、各色データについての欠落画素が補間される(ステップＳ１５)。この画素補間部１３には、複数の補間手段が設けられており、ステップＳ１０で取り込んだ撮影画像サイズおよび画像圧縮率についての設定値に応じて、それらの中から最適な補間手段が選択されるようになっている。この画素補間部１３については後述する。
【００２２】
画素補間後の画像データは、帯域補正部１４で輪郭補正され(ステップＳ１６)、ステップＳ１７でカラーバランス制御部１５により各色データ毎に色補正された後、ガンマ補正ブロック１６で階調変換される(ステップＳ１８)。続いて、上記画像データは、上記画像処理ＣＰＵ１２により、画像メモリ２３に一時的に書き込まれる(ステップＳ１９)。
【００２３】
その後、画像データは画像メモリ２３から読み出され、上記ビデオエンコーダ１８でＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコードされ(ステップＳ２０)、プレビュー画像として内蔵モニタ２０に出力される(ステップＳ２１)。上記シャッタボタン２が半押し状態に維持される場合には、上記撮像レンズ６から入射した画像が所定のフレーム周期で更新され、動画として内蔵モニタ２０上に表示される。ユーザは、このプレビュー画像を確認した上で、撮影するか否かを判断することができ、ＹＥＳの場合には、シャッタボタン２を完全に押し込む。
【００２４】
シャッタボタン２が完全に押し込まれた場合には、ステップＳ２２〜Ｓ３１において、シャッタボタン２の完全押し込み時における画像処理が行なわれるが、この処理の流れは、前述したシャッタボタン２の半押し状態時と同様であるので、ここでは省略する。ただし、この処理では、メモリカード２２に記録するための画像データが処理される。
【００２５】
ステップＳ２２〜Ｓ３１の画像処理により形成された画像データは、ステップＳ３２において圧縮される。ここでは、ステップＳ１０で取り込んだ画像データの圧縮率に基づいて画像データが圧縮される。この画像圧縮は、圧縮率が高いほど多くの時間を要する。圧縮後の画像データは、ステップＳ３３において、記録画像として上記メモリカード２２に記録される。ステップＳ３４では、撮影を終了するか否かをユーザが判断し、ＹＥＳの場合には撮影動作は終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ１１以降のステップが繰り返される。
以上のような流れに沿って、撮影しようとする画像が処理され、最終的にデジタルデータとして記録される。
【００２６】
露出制御処理
次に、電子スチルカメラ１における露出制御処理について説明する。本実施の形態では、測光・測色センサにより測定された光量や色を用いて上記カメラ制御ＣＰＵ２４により演算された露出制御データに基づいて、絞りドライバ２５、タイミングジェネレータＣＣＤドライブ２６、及び、ＡＧＣ１０が制御されており、各部で、それぞれ、光学絞り８の絞り値、ＣＣＤ８の蓄積時間(いわゆる電子シャッタ速度)、及び、ＡＧＣ１０におけるゲインが設定される。
【００２７】
図４に、上記カメラ制御ＣＰＵ２４にプログラムされた自動露出制御特性を示す。図中の実線Ｒおよび破線Ｓは、それぞれ、記録画像及びプレビュー画像の各画像撮影時に用いられる露出制御特性を表す特性線である。この露出制御特性は、上記光学絞り７の絞り値、ＣＣＤ８の蓄積時間、及び、ＡＧＣ１０のゲインから決まる。図中の右上がりの斜線は、同じ明るさの画像を得るために、それぞれ、所定の明るさの環境におけるシャッタ速度および絞り値の関係を表すものであり、右側の斜線であるほど明るい環境について表すものである。
【００２８】
これら露出制御特性線Ｒ,Ｓによれば、所定の明るさの環境についてみた場合、絞りの連動範囲(Ｆナンバー２．８〜１１)内では、プレビュー画像撮影時に、絞り値Ｆナンバーが記録画像の撮影時に比べて小さく設定される。例えば、記録画像撮影時に、絞り値Ｆナンバー４、シャッタ速度１／１２５秒(図中のr１点)という露出設定のもとで行なわれる画像撮影については、プレビュー画像撮影時に、絞り値Ｆナンバーが３に、シャッタ速度が約１／１８０秒に設定される(s１点)。この露出特性によれば、プレビュー画像撮影時と記録画像撮影時との間で、露出量が変化しないように、絞り値Ｆナンバーを小さくして光学絞り８の口径を大きくする一方で、シャッタ速度をより高速に設定している。
このように、Ｆナンバーを小さくして、光学絞り８の口径を大きくすれば、その場合の被写界深度は浅くなる。この結果、ピントの合う範囲が狭くなり、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピントの確認が行ない易くなる。
【００２９】
上記光学絞り８が最大に開放された場合(Ｆナンバー２．８)には、撮影画像の明るさが一定に保たれるように、環境の明るさに応じて、シャッタ速度が調整される。記録画像撮影時におけるシャッタの最低速度は、ブレが目立たない範囲で１／３０秒に設定されている。
記録画像撮影時のシャッタ速度が最低速度１／３０秒をとり、撮影画像の明るさを光学的に調整し得ない範囲では、上記ＡＧＣ１０におけるゲインによって画像データが調整される。この範囲においても、絞りの連動範囲における場合と同様に、絞り値Ｆナンバーが記録画像撮影時と比べてより小さく設定して、光学絞り８の口径を大きくする。例えば、シャッタ速度が１／３０秒、ＡＧＣ１０のゲインが６dＢという設定値(r２点)に基づく記録画像撮影については、プレビュー画像の撮影時に、シャッタ速度が１／３０秒よりも高速に設定される(s２点)。このような設定によれば、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が低速になるほど生じ易いブレを軽減することができ、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピント確認が容易になる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりも光学絞り８の口径を大きくすることにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタ２０におけるピント確認を容易に行なえるようにしている。また、通常、シャッタ速度が低速になるほど、カメラブレの画像への影響が大きくなるが、このように、シャッタ速度の低速側で、プレビュー画像撮影時のシャッタ速度を記録画像撮影時よりも高速に設定することにより、ブレの影響が軽減され、内蔵モニタ２０に出力されたプレビュー画像によるピント確認が容易になる。
【００３１】
本電子スチルカメラ１はまた、プレビュー画像をより自然に再生するための露光特性を有している。図５に、電子スチルカメラ１のカメラ制御ＣＰＵ２４にプログラムされた露光特性を表す特性線を示す。図中の実線Ｐ及び破線Ｑは、それぞれ、記録画像撮影時およびプレビュー画像撮影時に適用される露光特性を表すものである。
図５から分かるように、この特性によれば、明るい環境では、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が記録画像撮影時よりも低速に設定され、画像がより明るく再生される。一方、暗い環境では、プレビュー画像撮影時に、シャッタ速度が記録画像撮影時よりも高速に設定され、画像がより暗く再生される。
【００３２】
例えば、「白雲」を被写体とする場合には、プレビュー画像撮影時に、記録画像時のシャッタ速度(点p１)より遅いシャッタ速度(点q１)を用いて、露出をオーバさせることにより、プレビュー画像を明るい環境のもとでより明るく再生する。一方、「夜祭り」を被写体とする場合には、プレビュー画像撮影時に、記録画像時のシャッタ速度(点p２)より速いシャッタ速度(点q２)を用いることにより、プレビュー画像を暗い環境でより暗く再生する。
このように、プレビュー画像撮影時に、撮影環境により左右されるモニタの見え露光量を補正し、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生することによって、より自然なプレビュー画像が得られる。
【００３３】
本実施の形態に係る露出制御処理では、まず、前述したように、図４に示す露出特性に基づいて、露出量が変化しないように、プレビュー画像撮影時の光学絞り８の口径を記録画像撮影時よりも大きく設定した後、更に、その光学絞り８の口径を一定に保持した状態で、図５に示す露光特性に基づいて、露出オーバするように、プレビュー画像撮影時のシャッタ速度を記録画像撮影時よりも低速に設定することによって、プレビュー画像が内蔵モニタに出力される際に、より自然な画像を得ることができるとともに、得られたプレビュー画像によるピント合わせを容易にすることができる。
なお、本実施の形態では、プレビュー画像が内蔵モニタ２０に出力される場合について記述されるが、画像データの出力先を内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１のいずれか一方に設定可能なＣＲＴオン・オフモードにおいて、出力先を外部モニタ２１に設定した上で撮影する場合にも、前述した露出制御特性を用いてよい。
【００３４】
画素補間処理
次に、画素補間部１３における画素補間処理(図３のステップＳ１５及びＳ２５)について図６のサブルーチンを参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、画素の配置がＲ(赤),Ｇ(緑),Ｂ(青)からなるベイヤ−配列のＣＣＤ８が搭載されており、ベイヤー配列の画像データが得られる。上記画素補間部１３では、このベイヤー配列の画像データにおける各色についての欠落画素が補間される。
【００３５】
図６に示すように、まず、ステップＳ５１において、ベイヤー配列の画像データが入力される。この画像データは、ステップＳ５２でＲ,Ｇ,Ｂの各色データに色分離される。この画素補間部１３には複数の補間手段が設けられており、ステップＳ５３では、図３のステップＳ１０で取り込まれた画像条件に応じて、複数の補間手段の中から１つが選択される。そして、この選択された補間手段に基づいた補間処理が実行される(ステップＳ５４)。補間処理後の画像データは、ステップＳ５５で各色データ毎に帯域補正部１４(図２参照)へ出力される。
【００３６】
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、画素補間部１３における補間手段として、３種類の補間手段、すなわち、平均フィルタを用いる補間手段a(いわゆる平均法)、メディアンフィルタを用いる補間手段b(いわゆるメディアン法)、及び、隣接画素による単純補間を行う補間手段cを有している。以下に、これらの補間手段a,b,cについて説明する。
【００３７】
図７は、画素補間手段aの説明図である。画素補間部１３に入力されたＣＣＤ出力画素パターン(ベイヤー配列)の画像データ３１は、Ｒ,Ｇ,Ｂの画素毎にそれぞれ異なるフィルタパターンでマスキング処理されることにより、各色データ３２,３４及び３６に分離される。これら各色データ３２,３４及び３６は、対象となる色以外の色を有する画素、すなわち欠落画素についてマスキングされている(図の黒塗り部分)。画素補間手段aでは、これら欠落画素のある各色データ３２,３４及び３６に対して、３×３のフィルタ行列を備えた補間フィルタ３３,３５及び３７が適用され、各色毎に、各画素の値が付近の画素値の適当な平均で置き換えられることにより欠落画素が補間される。
【００３８】
例えば、Ｇデータについての欠落画素３２Ａを補間フィルタ３３を用いて求める場合を考えると、上下左右に位置する画素の値Ｇ4,Ｇ6,Ｇ7,Ｇ9から以下の式で求めることができる。なお、欠落画素についてはその値を０として計算する。Ｇ4×１／４＋Ｇ6×１／４＋Ｇ7×１／４＋Ｇ9×１／４＝(Ｇ4＋Ｇ6＋Ｇ7＋Ｇ9)／４・・・・・・・(１)
このような補間処理を、Ｇデータにおける全ての欠落画素について実行すれば、Ｇの全画素データが得られる。また、Ｒ,Ｂの色データについても同様にフィルタ３５,３７による補間処理を実行することにより、Ｒ,Ｂの全画素データが得られる。この画素補間手段aは平均法と呼ばれるものであり、処理速度が比較的速い。
【００３９】
また、図８は、画素補間手段bの説明図である。画素補間部１３に入力されたＣＣＤ出力画素パターン(ベイヤー配列)の画像データ４１は、補間手段aの場合と同様に、Ｒ,Ｇ,Ｂの画素毎にそれぞれ異なるフィルタパターンでマスキング処理されることにより、各色データ４２,４４及び４６に分離される。この補間手段bでは、これら各色データ４２,４４及び４６に対して、高帯域まで画素をもつＧの色データについては、メディアン(中間値)フィルタ４３が適用され、欠落画素の値が周辺４画素の中間２値の平均値に置換される一方、Ｒ,Ｂの色データについては、上記補間手段aの場合と同様に、平均フィルタ４５,４７が適用され、各画素の値が近傍画素の値の適当な平均で置換される。
【００４０】
例えば、Ｇデータについての欠落画素４２Ａをメディアンフィルタ４３を用いて求める場合、まず、欠落画素４２Ａの上下左右に位置する隣接画素の値Ｇ4,Ｇ6,Ｇ7,Ｇ9の大小が比較される。このとき、Ｇ6＜Ｇ4＜Ｇ9＜Ｇ7であれば、それらの中間２値はＧ4,Ｇ9であり、画素４２Ａの値は、(Ｇ4＋Ｇ9)／２で表される。この補間処理を、全ての欠落画素について実行すれば、Ｇの全色データが再生される。この画素補間手段bは、メディアン法と呼ばれるものであり、上記補間手段aと比較して処理速度は遅い。
【００４１】
本実施の形態では、補間フィルタを用いて欠落画素の値を求める画素補間手段a,bの代わりに、図９に示すような画素補間手段cを用いる場合がある。この補間手段cでは、画像データ５１をフィルタパターン５２,５４,５６で色分離した後、５３,５５および５７の太線で示すように、２×２画素に区画した上で、各区画毎に、存在する画素を１つ選択し、その画素値を他の３つの画素に与えることにより、区画毎に画素値を等しくさせる単純補間が行なわれる。この補間手段cは、画像品質について上記補間手段a,bに劣るが、処理速度が最も速い。
【００４２】
画素補間処理は、プレビュー画像及び記録画像の各々について行なわれるが、本実施の形態では、プレビュー画像の補間処理時(図３のステップＳ１８)には、画素補間部１３において、決まって処理速度の速い補間手段を用いるようにした。詳しくは、プレビュー画像の出力先の種類に応じて、画像データが内蔵モニタ２０に出力される場合には補間手段cが用いられ、画像データが外部モニタ２１に出力される場合には補間手段aが用いられる。これによれば、全処理を通じて、プレビュー画像データをより速く処理することができ、ユーザは内蔵モニタ２０又は外部モニタ２１を通して撮影しようとする画像の様子を即座に確認することが可能となる。
【００４３】
一方、記録画像の補間処理時(図３のステップＳ２５)には、撮影前にユーザが設定した各種条件(撮影画像サイズおよび画像圧縮率)に応じて、画素補間部１３において、前述した処理速度の異なる補間手段の中から所定の補間手段が選択される。なお、処理速度の最も速い補間手段cは、画像品質への影響が他より大きく、記録画像の補間処理には用いられない。
「表１」に、記録画像データ処理時の、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率と、それに応じて選択される補間手段との関係を示す。
【００４４】
【表１】
「表１」によれば、例えばユーザが撮影画像サイズを「５１２×３８４」に、また、画像圧縮モードを「１／８ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合には、画素補間部１３において補間手段aが用いられる。本実施の形態では、特に画像圧縮部１７における圧縮率が高く設定された場合に、画素補間部１３において処理速度の速い補間手段aが選択されるようにした。これは、ユーザが設定した圧縮率が高いほど、画像圧縮部１７において圧縮処理に時間がかかるため、この時間のロスを画素補間部１３において補償するためである。
【００４６】
また、本実施の形態では、メモリの節約を目的として画像品質を重要視しない場合、特に、撮影画像サイズを「５１２×３８４」に、画像圧縮モードを「１／８ＪＰＥＧ圧縮」又は「１／２０ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合に、上記画素補間部１３において補間手段aが選択される。この場合には、データ量の少ない画像を扱うため各処理が比較的高速に行なわれる上に、画像圧縮部１７における時間のロスが画素補間部１３において補償されるので、画像データが全体を通じてより速く処理される。
このように、特に画像品質を重要視しない撮影について、画像処理速度を向上させることによって、時間当たりにより多くのコマ数を撮影することができる。
【００４７】
尚、本実施の形態では、画素補間部１３において補間手段a,b,cのいずれか１つが選択される場合について記述されているが、処理速度の異なる更に多くの補間手段を設けて、それらの中から所望の１つを選択するようにしてもよい。この場合にも、ユーザが設定する圧縮率が高いほど、処理速度の速い補間手段を選択するようにして、画像品質に見合った処理速度を達成することができる。
【００４８】
帯域制御処理
以上のように、画素補間処理を行った直後の各色データについての周波数特性を比較した場合、Ｇの周波数特性が、他の色Ｒ,Ｂに比べて高域にまで及ぶことが分かっている。このことは、上記ＣＣＤ８における、Ｇを基調にしたＲＧＢフィルタの配列(本実施の形態ではベイヤー配列)によるものである。こうしたＲ,Ｇ,Ｂの画素抜けによる解像度の低下を補正するために、画像データを帯域補正部１４において帯域制御する。
【００４９】
以下に、帯域補正部１４における帯域制御処理(図３のステップＳ１６及び２６)について説明する。
図１０は、各色データに対する帯域制御処理の流れ例を示した図である。まず、画素補間処理後のＧ信号に対し、５×５のフィルタ行列を備えたＧＬ−ローパスフィルタ６１を用いて、ＲＢと同じ帯域制限をかけ、低域成分からなる信号(低域信号)を抽出する。この低域信号が、減算回路６２で、Ｇについての元の信号から差し引かれることにより、中域成分からなる信号(中域信号)が取り出される。この中域信号は、増幅部６３及び６８に入力される。
上記増幅部６３において所定のゲインで増幅された信号は、加算回路６４で、Ｇについての元の信号に加えられる。一方、増幅部６８において増幅された信号は、加算回路６９,７１において低域成分からなるＲ,Ｂの各信号に加えられる。
【００５０】
また、この帯域補正処理では、画素補間後のＧ信号に対して、３×３のフィルタ行列を備えたラプラシアンフィルタ６５を用いることにより、高域成分からなる信号(高域信号)が抽出される。抽出された高域信号は、増幅部６６に入力され、所定のゲインで増幅された後、クリップ回路６７で波形振幅のベース側が除去される結果、所望の高域信号が得られる。この高域信号は、上記加算回路６４において、Ｇについての元の信号に加えられるか、若しくは、加算回路７０,７２において、それぞれ上記Ｒ,Ｂの信号に加えられる。
以上のように、Ｒ,Ｇ,Ｂの各信号が帯域制御され、カラーバランス制御部１５へ出力される。
【００５１】
帯域補正部１４では、高域補正用の増幅部６６,中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインの設定値(α,β)に従って、ＲＧＢの各信号がレベル調整され、各信号の周波数特性が制御される。例えば、増幅部６６のゲインαを大きな値に設定した場合には、各信号の高域成分が強調され、また、増幅部６３,６８のゲインβを大きな値に設定した場合には、各信号の中域成分が強調されることになる。
【００５２】
図１１に、４組みのゲインの設定値(α,β)について、それぞれの場合に得られる出力信号の周波数特性曲線を示す。ここで、横軸は周波数、縦軸はレスポンスを表す。
特性曲線a(実線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０の場合のものである。
特性曲線b(破線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０．３、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０の場合のものである。この場合には、各信号の高域成分が強調されることになる。
特性曲線c(一点鎖線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０．３の場合のものである。この場合には、各信号の中域成分が強調されることになる。
特性曲線d(二点鎖線)は、高域補正用の増幅部６６におけるゲインαが０．３、中域補正用の増幅部６３,６８におけるゲインβが０．３の場合のものである。この場合には、各信号の中域成分および高域成分が共に強調されることになる
【００５３】
ところで、前述したように、本実施の形態に係る電子スチルカメラ１は、被写体の種類の設定が可能な画像記録モードを備えており、その画像記録モードとして、被写体がカラーグラフィック(自然画)である場合に用いる「自然画モード」と、白黒グラフィック又はそれと文字や数字の組合せである場合に用いる「グレーテキストモード」と、文字や数字のみである場合に用いる「２値テキストモード」とを有している。本実施の形態では、上記帯域補正部１４において、まず、ユーザが設定した画像記録モードに応じて、所定のゲイン設定値(α,β)が選択される。
【００５４】
上記画像記録モードとして「自然画モード」を設定した場合には、更に、ユーザが設定した撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率に応じて、上記帯域補正部１４におけるゲイン設定値(α,β)が選択される。
「表２」に、「自然画モード」を設定した場合の、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像圧縮率と、それに応じて選択される高域補正用の増幅部６６における高域増幅ゲインα,中域補正用の増幅部６３,６８における中域増幅ゲインβとの関係を示す。
【表２】
【００５５】
この「表２」から分かるように、撮影画像サイズが低くなるほど、中域増幅ゲインαが大きく設定される。この結果、各信号の中域成分が強調され、本来情報をもたない高域成分のノイズを抑制するコントラスト重視の補正を行うことができる。一方、撮影画像サイズが高い場合には、高域増幅ゲインβが大きく設定され、高域信号まで再現出来るように高域強調が行なわれる。
また、画像データの圧縮率が高いほど、高域増幅ゲインβが小さく設定されるので、高域特性が下がり、高域ノイズの発生が抑制される。
【００５６】
以上のように、「自然画モード」を設定した場合には、撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率に応じた所定の増幅ゲインの設定値に基づいて帯域制御が行なわれる。これにより、Ｇを基調としたベイヤー配列によるＲ,Ｂの高域の低下を補うことができ、更に、エッジの着色、色の回りを抑制しながら、被写体の特性に適した周波数特性を得ることができる。
【００５７】
次に、画像記録モードが「グレーテキストモード」、「２値テキストモード」に設定された場合の、帯域補正部１４における各増幅部のゲイン設定値(α,β)について説明する。
本実施の形態に係る電子スチルカメラ１では、画像記録モードとして、「グレーテキストモード」又は「２値テキストモード」が設定された場合、撮影画像サイズは自動的に「１０２４×７６８ピクセル」に設定される。また、この場合には、画像データの圧縮率にかかわらず、各モードについてゲイン設定値(α,β)は一定である。「表３」に、各モード設定時に用いる増幅ゲイン設定値(α,β)を示す。
【表３】
また、「２値テキストモード」が設定された場合には、中域成分を最大限に持ち上げる一方、高域成分を抑制するようにした。このような設定のもとで輪郭を強調し、その後に画像データを２値化することにより、ベイヤー配列によるドットノイズの少ないエッジの再現を可能にしている。
【００５８】
階調変換処理
次に、ガンマ補正部１６における階調変換処理について説明する。このガンマ補正部１６では、カラーバランス制御ブロック１４で正規化されたＲ,Ｇ,Ｂの各信号が、１０２４階調及び２５６階調のルックアップテーブルにより階調変換される。
ガンマ補正部１６には、図１２〜図１５に示すガンマ曲線Ａ〜Ｄによる階調特性が設定されており、画像データは、状況に応じて、これらのガンマ曲線Ａ〜Ｄによる階調特性のいずれかに基づき階調変換される。
【００５９】
図１２には、画像出力モニタが例えばパソコンＣＲＴである場合に用いられる通常特性を表すガンマ曲線Ａが示されている。出力モニタの表面の明るさは、入力電圧に比例せず、このような曲線で補正することにより、ほぼリニアな発光階調を得ている。
また、図１３に、ガンマ曲線Ａの場合と同様に、出力モニタがパソコンＣＲＴである場合に用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｂを示す。このガンマ曲線Ｂは、入力電圧の高い側でガンマ曲線Ａの上側に、入力電圧の低い側でガンマ曲線Ａの下側にあらわれるカーブを描いている。このガンマ曲線Ｂが表す階調特性によれば、ガンマ曲線Ａの通常特性を用いた場合に比べて、明るい側でより明るく、暗い側でより暗いハイコントラストでめりはりの付いた画像が得られることになる。
【００６０】
更に、図１４に示すガンマ曲線Ｃは、出力モニタが内蔵モニタ２０である場合に用いられる。このガンマ曲線Ｃの階調特性は、パソコンＣＲＴを対象とした通常特性よりも画像をハイコントラストに設定するものであり、この設定によって、特に液晶型の内蔵モニタ２０への出力に適した画像データが得られる。
また更に、図１５に示すガンマ曲線Ｄは、出力モニタが例えばテレビ等の外部モニタ２１である場合に用いられる。この曲線Ｄは、全体的に、ガンマ曲線Ａの上側にあらわれるカーブを描いており、このガンマ曲線Ｄの階調特性によれば、ガンマ曲線Ａの通常特性に比べて、全体的により明るい画像を得ることができる。
【００６１】
本実施の形態では、処理する画像データが記録画像データであるか、又は、プレビュー画像データであるかに応じて、その階調変換処理時に、前述したガンマ曲線Ａ〜Ｄから所定のガンマ曲線が選択される。
まず、プレビュー画像データの階調変換処理時には、ガンマ曲線Ｃ又はＤのいずれかが選択される。この場合には、特に出力モニタの種類に応じて、所定のガンマ曲線が決まる。すなわち、プレビュー画像データの出力先が内蔵モニタ２０である場合には、ガンマ曲線Ｃが選択され、その曲線Ｃによる階調特性に基づいて、画像データが階調変換される。一方、出力先が外部モニタ２１である場合には、ガンマ曲線Ｄが選択され、その曲線Ｄによる階調特性に基づいて、画像データが階調変換される。
このように、プレビュー画像データは、その出力先の種類に応じて、それに適した画像に変換されるため、モニタ上で見易いプレビュー画像が得られる。また、これにより、記録しようとする画像の様子をより適確に確認できるようになる。
【００６２】
上記プレビュー画像の階調変換処理時に、ガンマ曲線Ｃ又はＤによる階調特性が用いられる一方、記録画像データの階調変換処理には、上記ガンマ曲線Ａ又はＢのいずれかが用いられる。
記録画像データの階調変換処理では、まず、ユーザが設定した画像記録モードの種類に応じて、上記ガンマ曲線Ａ又はＢが選択される。本実施の形態では、画像記録モードを「グレーテキストモード」又は「２値テキストモード」に設定した場合には、ガンマ曲線Ｂによる階調特性に基づいて階調変換処理が行なわれる。これにより、文字データ等のテキスト画の撮影において、ハイコントラストな画像を再現することができる。
【００６３】
一方、画像記録モードを「自然画モード」に設定した場合には、更に撮影画像サイズおよび画像データの圧縮率の種類に応じて、ガンマ曲線Ａ又はＢのいずれかが選択される。
「表４」に、ユーザが設定する撮影画像サイズ及び画像データの圧縮率と、それらに応じて階調変換処理に用いられるガンマ曲線との関係を示す。例えば、画像サイズを「６４０×４８０」に、画像圧縮モードを「１／２０ＪＰＥＧ圧縮」に設定した場合には、ガンマ曲線Ｂが選択され、この曲線Ｂが表す階調特性に基づいて階調変換処理が行なわれる。
【表４】
同様に、撮影画像サイズを小さく設定した場合にも、ガンマ曲線Ｂによる階調特性に階調特性に基づいて処理を行ない、モニタ上の画像品質の低下を最大限に目立たないようにすることができる。
【００６４】
以上のように、ガンマ補正部１６では、各種条件に応じて、所定のガンマ曲線を選択し、その階調特性に基づいて、画像データを階調変換することにより、出力された画像の見易さを向上させることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、ガンマ補正部１６においてガンマ曲線Ａ〜Ｄの４種類の中からいずれか１つが選択される場合について記述されているが、階調特性の異なる更に多くのガンマ曲線を設定して、それらの中から所望の１つを選択するようにしてもよい。この場合にも、状況に応じて、複数の中から所望の１つを選択し、モニタ上に出力される画像をより見易いものとすることができる。
【００６６】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
本願の請求項１に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、露出制御部、画素補間部及びガンマ補正部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御，画素補間制御及び階調特性制御が可能であるように、また、複数のモニタのいずれかに階調特性制御後の画像データが出力可能であるように構成されており、上記ガンマ補正部で、プレビュー画像撮影時に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、所定の階調特性が用いられるので、プレビュー画像処理時に、最適な階調特性を用いて、モニタ上のプレビュー画像の見易さが向上し、プレビュー画像によるピント合わせを容易に行うことができる。
また、本願の請求項２に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、光学絞りの口径を大きく設定することにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタにおいて、プレビュー画像によるピント確認を容易に行うことができる。更に、ブレの影響があらわれるシャッタ速度の低速側でも、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、ブレの影響を軽減することができる。
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、撮影環境によって左右されるモニタの見え露光量が補正され、プレビュー画像は、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生されるので、より自然なプレビュー画像をモニタ上に表示することができる。
【００６８】
本願の請求項４に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、露出制御部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御が可能であるように構成されており、該露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境において、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境においては、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されるので、プレビュー画像撮影時に、撮影環境によって左右されるモニタの見え露光量が補正され、プレビュー画像は、明るい環境ではより明るく、暗い環境ではより暗く再生されるので、より自然なプレビュー画像をモニタ上に表示することができる。
更に、本願の請求項５に係る発明によれば、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、光学絞りの口径を大きく設定することにより、被写界深度を浅くして、内蔵モニタにおいて、プレビュー画像によるピント確認を容易に行うことができる。更に、ブレの影響があらわれるシャッタ速度の低速側でも、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時よりもシャッタ速度を高速に設定して、ブレの影響を軽減することができる。
【００６９】
本願の請求項６に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、画素補間部が、ＣＣＤにおけるべイヤー配列のフィルタによって発生した欠落画素に対し、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるとともに、プレビュー画像撮影時には、更に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されているので、画像データの処理速度とともに、画像の品質を考慮した画素補間を行なうことができる。
【００７０】
本願の請求項７に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、画素補間部が、ＣＣＤにおけるべイヤー配列のフィルタによって発生した欠落画素に対し、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるとともに、記録画像撮影時には、更に、画像圧縮部にて設定される圧縮率に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されているため、特に圧縮率が高く設定された場合に、処理速度の速い画素補間を用いることにより、圧縮処理における時間のロスを画素補間部において補償することができる。
【００７１】
本願の請求項８に係る発明によれば、電子スチルカメラにおいて、ガンマ補正部が、それぞれ異なる複数の階調特性制御が可能であるように構成され、該ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時とは相違して、モニタに適した階調特性制御が設定されるので、モニタ上のプレビュー画像の見易さが向上し、プレビュー画像によるピント合わせを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る電子スチルカメラの斜視図である。
【図２】 上記電子スチルカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】 上記電子スチルカメラの撮影動作のフローチャートである。
【図４】 上記電子スチルカメラの露出特性を示す図である。
【図５】 上記電子スチルカメラの露光特性を示す図である。
【図６】 上記電子スチルカメラの画素補間部の処理によるサブルーチンである。
【図７】 上記画素補間部における補間手段aの流れを示す図である。
【図８】 上記画素補間部における補間手段bの流れを示す図である。
【図９】 上記画素補間部における補間手段cの流れを示す図である。
【図１０】 上記電子スチルカメラの帯域補正部における各色データの流れを示す図である。
【図１１】 上記帯域補正部における処理後の周波数特性を示す図である。
【図１２】 上記電子スチルカメラのガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ａである。
【図１３】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｂである。
【図１４】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｃである。
【図１５】 上記ガンマ補正部で用いられる階調特性を表すガンマ曲線Ｄである。
【符号の説明】
１…電子スチルカメラ
６…撮像レンズ
７…光学絞り
８…ＣＣＤ
９…ＡＧＣ
１２…画像処理ＣＰＵ
１３…画素補間部
１６…ガンマ補正部
１７…画像圧縮部
２０…内蔵モニタ
２１…外部モニタ
２２…メモリカード
２７…カメラ操作スイッチ
Claims (8)
- 記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部と、画像データを構成する各色データについて画素補間する画素補間部と、階調特性を制御するガンマ補正部とを有し、複数のモニタのいずれかに階調特性制御後の画像データが出力可能である電子スチルカメラにおいて、
上記露出制御部、画素補間部及びガンマ補正部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御，画素補間制御及び階調特性制御が可能であるように構成されており、
上記ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、出力先のモニタの種類に応じて、所定の階調特性が用いられることを特徴とする電子スチルカメラ。 - 上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴とする請求項１記載の電子スチルカメラ。
- 上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境では、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子スチルカメラ。
- 記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、露出設定値を制御する露出制御部を有する電子スチルカメラにおいて、
上記露出制御部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる露出制御が可能であるように構成されており、
上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、明るい環境において、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が低速に設定される一方、暗い環境においては、記録画像撮影時よりもシャッタ速度が高速に設定されることを特徴とする電子スチルカメラ。 - 上記露出制御部では、プレビュー画像撮影時に、光学絞りの口径が記録画像撮影時より大きく設定されることを特徴とする請求項４記載の電子スチルカメラ。
- 記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有し、種類の異なる複数のモニタのいずれかに画素補間後の画像データが出力可能である電子スチルカメラにおいて、
上記画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、プレビュー画像撮影時には、更に、画像データの出力先のモニタの種類に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴とする電子スチルカメラ。 - 記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、ベイヤー配列のフィルタを備えたＣＣＤと該ベイヤー配列に対応する各画素出力に対してそれを補間する画素補間部とを有する電子スチルカメラにおいて、
記録画像撮影時に画像データを所定の圧縮率で圧縮する画像圧縮部が設けられており、
上記画素補間部が、プレビュー画像撮影時および記録画像撮影時に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であり、記録画像撮影時には、更に、該画像圧縮部にて設定される圧縮率に応じて、それぞれ異なる画素補間が可能であるように構成されていることを特徴とする電子スチルカメラ。 - 記録画像撮影前に画像をモニタに出力するプレビュー機能を備え、階調特性を制御するガンマ補正部を有する電子スチルカメラにおいて、
上記ガンマ補正部が、それぞれ異なる複数の階調特性制御が可能であるように構成されており、該ガンマ補正部では、プレビュー画像撮影時に、記録画像撮影時とは相違して、上記モニタに適した階調特性制御が設定されることを特徴とする電子スチルカメラ。
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