特許 5884591 画像処理装置、カメラおよび画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5884591

(24)【登録日】2016年2月19日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】画像処理装置、カメラおよび画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 1/46 20060101AFI20160301BHJP

   H04N 1/41 20060101ALI20160301BHJP

   H04N 1/60 20060101ALI20160301BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   H04N1/46 Z

   H04N1/41 C

   H04N1/40 D

   G06T1/00 510

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-69263(P2012-69263)

(22)【出願日】2012年3月26日

(65)【公開番号】特開2013-201641(P2013-201641A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2014年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100078189

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆男

(72)【発明者】

【氏名】村松 勝

【審査官】 豊田 好一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０１０４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０４６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９４７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３１１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５２１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１４３０６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １／４６−６２

Ｇ０６Ｔ １／００

Ｈ０４Ｎ １／４１

Ｈ０４Ｎ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加手段と、
前記乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換手段と、
を備え、
前記乱数データ付加手段は、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＹ信号、Ｃｂ信号、およびＣｒ信号のそれぞれに乱数データを付加し、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に付加する乱数データは、Ｙ信号に付加する乱数データよりも取り得る値の幅が大きいことを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加手段と、
前記乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換手段と、
を備え、
前記乱数データ付加手段は、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＣｂ信号およびＣｒ信号のみにそれぞれ乱数データを付加することを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の画像処理装置において、
前記ビット変換手段によりビット変換された画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を行うＪＰＥＧ圧縮手段をさらに備えることを特徴とする画像処理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の画像処理装置において、
前記乱数データ付加手段は、前記ＪＰＥＧ圧縮手段による圧縮量が大きいほど、前記乱数データの取り得る値の幅を大きくすることを特徴とする画像処理装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データの乱雑度を解析する解析手段をさらに備え、
前記乱数データ付加手段は、前記解析手段により解析された前記乱雑度が低いほど、前記乱数データの取り得る値の幅を大きくすることを特徴とする画像処理装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記乱数データ付加手段は、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データの部分ごとに、前記乱数データの取り得る値の幅を設定することを特徴とする画像処理装置。

【請求項7】

請求項３に記載の画像処理装置において、
操作部材と、
前記操作部材からの操作信号に応じて第１の圧縮モードまたは第２の圧縮モードのいずれかを選択する選択手段をさらに備え、
前記選択手段により前記第１の圧縮モードが選択された場合には、前記乱数データ付加手段は、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに前記乱数データを付加せず、前記ビット変換手段は、前記乱数データを付加していない前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して前記ビット変換を行い、前記ＪＰＥＧ圧縮手段が当該ビット変換後の画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を行い、
前記選択手段により前記第２の圧縮モードが選択された場合には、前記乱数データ付加手段は、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに前記乱数データを付加し、前記ビット変換手段は、前記乱数データを付加した前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して前記ビット変換を行い、前記ＪＰＥＧ圧縮手段が当該ビット変換後の画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を行うことを特徴とする画像処理装置。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とするカメラ。

【請求項9】

コンピュータに、
ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加工程と、
前記乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換工程と、
を実行させるための画像処理プログラムであって、
前記乱数データ付加工程では、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＹ信号、Ｃｂ信号、およびＣｒ信号のそれぞれに乱数データを付加し、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に付加する乱数データは、Ｙ信号に付加する乱数データよりも取り得る値の幅が大きいことを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項10】

コンピュータに、
ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加工程と、
前記乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換工程と、
を実行させるための画像処理プログラムであって、
前記乱数データ付加工程では、前記ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＣｂ信号およびＣｒ信号のみにそれぞれ乱数データを付加することを特徴とする画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理装置、カメラおよび画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、撮像素子で取得したアナログ画像信号は、１２ビットや１４ビットのデジタル画像データにＡＤ変換された後、所定の画像処理が行われる。この画像処理では、少なくとも１２ビット以上の画像データで処理が行われる。そして、画像処理後の画像データは、ＪＰＥＧ方式などの共通規格でデータ圧縮されて保存される。ＪＰＥＧ方式により圧縮される場合、画像データは１２ビットから８ビットに変換されるため、変換後にトーンジャンプが目立ってしまうことがある。

【0003】

トーンジャンプを解消させる技術としては、画像データに乱数データを加算することで量子化の際のトーンジャンプを解消させる画像処理装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２９２４９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＪＰＥＧ圧縮ではＹＣｂＣｒ空間を用いるため、ＪＰＥＧ圧縮を行う際には、ＲＧＢ空間の画像データをＹＣｂＣｒ空間の画像データに変換する。この際、Ｃｂ信号およびＣｒ信号（色差信号）の階調数は、変換前におけるＲ信号およびＢ信号の階調数の１／２となるため、色差面でのトーンジャンプが一段と目立ちやすい。従来技術では、この点については考慮されていなかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）請求項１に記載の発明による画像処理装置は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加手段と、乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換手段と、を備え、乱数データ付加手段は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＹ信号、Ｃｂ信号、およびＣｒ信号のそれぞれに乱数データを付加し、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に付加する乱数データは、Ｙ信号に付加する乱数データよりも取り得る値の幅が大きいことを特徴とする。
（２）請求項２に記載の発明による画像処理装置は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加手段と、乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換手段と、を備え、乱数データ付加手段は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＣｂ信号およびＣｒ信号のみにそれぞれ乱数データを付加することを特徴とする。
（３）請求項８に記載の発明によるカメラは、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とする。
（４）請求項９に記載の発明による画像処理プログラムは、コンピュータに、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加工程と、乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換工程と、を実行させるための画像処理プログラムであって、乱数データ付加工程では、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＹ信号、Ｃｂ信号、およびＣｒ信号のそれぞれに乱数データを付加し、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に付加する乱数データは、Ｙ信号に付加する乱数データよりも取り得る値の幅が大きいことを特徴とする。
（５）請求項１０に記載の発明による画像処理プログラムは、コンピュータに、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データを付加する乱数データ付加工程と、乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換するビット変換工程と、を実行させるための画像処理プログラムであって、乱数データ付加工程では、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＣｂ信号およびＣｒ信号のみにそれぞれ乱数データを付加することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、色差信号におけるトーンジャンプを目立たなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態による画像処理装置を搭載したデジタルカメラの構成例を説明するブロック図である。

【図2】画像処理の流れを説明するフローチャートである。

【図3】コンピュータを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本実施の形態における画像処理装置を搭載したデジタルカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００は、操作部材１０１と、撮像レンズ１０２と、撮像素子１０３と、制御装置１０４と、メモリカードスロット１０５と、モニタ１０６とを備えている。操作部材１０１は、ユーザによって操作される種々の入力部材、例えば電源スイッチ、レリーズボタン、マルチセレクタ、再生ボタン、削除ボタンなどを含んでいる。

【0010】

撮像レンズ１０２は、被写体像を撮像素子１０３の撮像面に結像するように配置されている。撮像レンズ１０２は、図１では代表して１枚のレンズで表しているが、実際は複数の光学レンズから構成される。

【0011】

撮像素子１０３は、例えばＣＭＯＳなどのイメージセンサであり、撮像レンズ１０２により結像した被写体像を撮像して、撮像によって得られた画像信号を制御装置１０４へ出力する。撮像素子１０３の受光面には、周知のカラーフィルターが設けられている。カラーフィルターは、赤（Ｒ）色、青（Ｂ）色、および緑（Ｇ）色のいずれかの光を通過させる原色フィルタが画素位置に対応してベイヤー配列で構成された色分解フィルタである。撮像素子１０３は、このようなカラーフィルターを通して被写体像を撮像することにより、光の３原色ごとのカラー画像信号を出力する。

【0012】

撮像素子１０３で生成された画像信号は、不図示のＡ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換され、ＲＡＷデータとして制御装置１０４に出力される。ＲＡＷデータとは、入射光の光量と出力信号値との関係が線形の関係となるデジタル画像であり、ベイヤー補間、ホワイトバランス変換、γ変換などが施されていない画像データである。

【0013】

制御装置１０４は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、デジタルカメラ１００全体の制御を行う。なお、制御装置１０４を構成するメモリには、ＳＤＲＡＭやフラッシュメモリが含まれる。ＳＤＲＡＭは、揮発性のメモリであって、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用されたり、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用されたりする。また、フラッシュメモリは、不揮発性のメモリであって、制御装置１０４が実行するプログラムのデータや、プログラム実行時に読み込まれる種々のパラメータなどが記録されている。

【0014】

メモリカードスロット１０５は、記憶媒体としてのメモリカードを挿入するためのスロットである。モニタ１０６は、デジタルカメラ１００の背面に搭載された液晶モニタ（背面モニタ）である。

【0015】

制御装置１０４は、操作部材１０１のレリーズボタンが全押し操作されると、撮像素子１０３から入力されたＲＡＷデータに対して後述する画像処理を施す。そして制御装置１０４は、上記画像処理後の画像データを、ＪＰＥＧ形式に圧縮してＪＰＥＧ画像データを生成する。制御装置１０４は、生成したＪＰＥＧ画像データをメモリカードスロット１０５に挿入されたメモリカードに書き込んで記録する。また、制御装置１０４は、操作部材１０１の再生ボタンが操作されると、メモリカードスロット１０５に挿入されているメモリカードに記録された画像を再生してモニタ１０６に表示させる。

【0016】

ところで、ＪＰＥＧ圧縮ではＹＣｂＣｒ空間を用いるため、ＪＰＥＧ圧縮を行う際には、ＲＧＢ空間の画像データをＹＣｂＣｒ空間の画像データに変換する。具体的に、ＪＰＥＧ圧縮規格で採用されている、ＲＧＢ空間からＹＣｂＣｒ空間への変換式を、次式（１）〜（３）に示す。
Y = Kr * R + Kg * G + Kb * B …（１）
Cb = {1/2 * (B-Y) / (1-Kb) ｝+ 128 …（２）
Cr = {1/2 * (R-Y) / (1-Kr) ｝+ 128 …（３）

【0017】

式（１）〜（３）において、例えば、Kr=0.299、Kg＝0.587、Kb＝0.114である。また、画像データが８ビットの場合、Ｒ信号の取り得る値の範囲は、０〜２５５である。ここで、式（１）〜（３）にR=0、G＝0、B=0を代入すると、Cr=128となる。また、式（１）〜（３）にR=255、G＝0、B=0を代入すると、Cr=255となる。すなわち、変換前のＲ信号では０〜２５５の２５６階調であったのが、変換後のＣｒ信号では１２８〜２５５の１２８階調となり、階調数が１／２となる。なお、Ｃｂ信号でも同様に階調数が１／２となる。

【0018】

このように、ＪＰＥＧ圧縮の際にＲＧＢ空間の画像データをＹＣｂＣｒ空間の画像データに変換すると、Ｃｒ信号およびＣｂ信号の階調数は、変換前におけるＲ信号およびＢ信号の階調数の１／２となる。したがって、輝度面（Ｙ）でのトーンジャンプと比較して、色差面（ＣｂＣｒ）でのトーンジャンプがより目立ってしまう。また、トーンジャンプは、ＪＰＥＧでの圧縮量が大きくなると、さらに目立ってしまう。

【0019】

このような問題を解決するため、本実施の形態において制御装置１０４は、図２に例示する処理を実行する。制御装置１０４は、ユーザにより操作部材１０１のレリーズボタンが押下されると、図２に例示する処理を実行するプログラムを起動する。

【0020】

ステップＳ１において、制御装置１０４は、所定の撮影処理を行って撮像素子１０３からＲＡＷデータを取得し、ステップＳ２に進む。なお、このＲＡＷデータは、１２ビット深度を有しているとする。

【0021】

ステップＳ２において、制御装置１０４は、上記１２ビットのＲＡＷデータに対して公知のベイヤー補間処理を行って、ステップＳ３に進む。

【0022】

ステップＳ３において、制御装置１０４は、次式（４）〜（６）により、上記ベイヤー補間処理後の１２ビットの画像データに対して公知の階調変換処理を行って、ニー補正、ｓＲＧＢ規格のガンマ補正、黒締め、コントラスト調整などを行い、ステップＳ４に進む。

【0023】

R’[x,y]＝ganma（R[x,y]） …（４）
G’[x,y]＝ganma（G[x,y]） …（５）
B’[x,y]＝ganma（B[x,y]） …（６）

【0024】

なお、式（４）〜（６）において、[x,y]は、画素の座標であり、R[x,y]、G[x,y]、B[x,y]は、各画素における上記ベイヤー補間処理後のＲＧＢ値である。また、R’[x,y]、G’[x,y]、B’[x,y]は、階調変換処理後のＲＧＢ値である。さらに、ganma（）は、階調変換を行う関数である。

【0025】

ステップＳ４において、制御装置１０４は、次式（７）〜（９）により、上記階調変換処理後の１２ビットの画像データに対して、所定の３×３のマトリックスを用いて、ＲＧＢ空間からＹＣｂＣｒ空間への色空間変換を行い、ステップＳ５に進む。ここで、彩度や色相を整える。

【0026】

Y[x,y] ＝ Mycc[1,1] * R’[x,y] + Mycc[1,2] * G’[x,y] + Mycc[1,3] * B’[x,y] …（７）
Cr[x,y] ＝ Mycc[2,1] * R’[x,y] + Mycc[2,2] * G’[x,y] + Mycc[2,3] * B’[x,y] …（８）
Cb[x,y] ＝ Mycc[3,1] * R’[x,y] + Mycc[3,2] * G’[x,y] + Mycc[3,3] * B’[x,y] …（９）

【0027】

なお、式（７）〜（９）において、Y[x,y]、Cb[x,y]、Cr[x,y]は、色空間変換後のＹＣｒＣｂ値である。また、Mycc[a,b]（a,bは1〜3）は、上記マトリックスのパラメータである。

【0028】

ステップＳ５において、制御装置１０４は、不図示の疑似乱数データ発生器で線形帰還シフトレジスタなどを用いて疑似乱数データを発生させ、ステップＳ６に進む。なお、この疑似乱数データは、−１から１までの値をとるものとする。

【0029】

ステップＳ６において、制御装置１０４は、次式（１０）〜（１２）により、ステップＳ４でＹＣｂＣｒ空間に変換した１２ビットの画像データに対し、ステップＳ５で発生させた疑似乱数データを付加して、ステップＳ７に進む。

【0030】

Y’[x,y] ＝ Y[x,y] ＋ rand() * rndY …（１０）
Cb’[x,y] ＝ Cb[x,y] ＋ rand() * rndCb …（１１）
Cr’[x,y] ＝ Cr[x,y] ＋ rand() * rndCr …（１２）

【0031】

なお、式（１０）〜（１２）において、Y’[x,y]、Cb’[x,y]、Cr’[x,y]は、疑似乱数データ付加後のＹＣｒＣｂ値である。また、rand()は、ステップＳ５で発生させた疑似乱数データである。さらに、rndY、rndCb、rndCrは、Ｙ信号、Ｃｂ信号、Ｃｒ信号にそれぞれ付加する疑似乱数データの値の幅を決定する係数であり、rndCbおよびrndCrは、rndYよりも２〜４倍大きい値である。すなわち、ＣｂＣｒ信号には、Ｙ信号に付加する疑似乱数データよりも２〜４倍程度の大きさの値を取り得る疑似乱数データを付加する。これにより、Ｙ信号のトーンジャンプと比較してＣｂＣｒ信号のトーンジャンプが目立つのを防ぐことができる。

【0032】

ステップＳ７において、制御装置１０４は、次式（１３）〜（１５）により、上記疑似乱数データを付加した１２ビットの画像データを、８ビットの画像データへビット変換し、ステップＳ８に進む。ここでは、上位８ビットを取り出すようにビット変換を行う。なお、次式（１３）〜（１５）において、Y”[x,y]、Cb”[x,y]、Cr”[x,y]は、ビット変換後のＹＣｒＣｂ値である。
Y”[x,y] ＝ Y’[x,y]/16 …（１３）
Cb”[x,y] ＝ Cb’[x,y]/16 …（１４）
Cr”[x,y] ＝ Cr’[x,y]/16 …（１５）

【0033】

このとき下位４ビットの情報は失われるが、あらかじめ乱数が付加されているため、そのデータがある段階の大きさとなるか、次の段階の大きさになるかは確率分布となり、周辺の複数画素の平均値では８ビット以上の表現が可能になり、トーンジャンプの発生を防止することが可能になる。

【0034】

ステップＳ８において、制御装置１０４は、ステップＳ７で８ビットに変換したＹＣｂＣｒ画像データに対して公知のＪＰＥＧ圧縮処理を施してＪＰＥＧ画像データに変換し、ステップＳ９に進む。

【0035】

ステップＳ９において、制御装置１０４は、ステップＳ８で変換したＪＰＥＧ画像データをメモリカードスロット１０５に挿入されたメモリカードに書き込んで保存し、図２の処理を終了する。

【0036】

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）デジタルカメラ１００は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して、乱数データ（疑似乱数データ）を付加する制御装置１０４と、乱数データを付加したＹＣｂＣｒ色空間の画像データを、当該画像データよりもビット深度の少ないＹＣｂＣｒ色空間の画像データへビット変換する制御装置１０４と、を備え、制御装置１０４は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データにおけるＹ信号、Ｃｂ信号、およびＣｒ信号のそれぞれに乱数データを付加し、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に付加する乱数データは、Ｙ信号に付加する乱数データよりも取り得る値の幅が大きいように構成したので、ざらつきをそれほど増加させずにビット変換後の画像データのトーンジャンプを目立たなくすることができる。また本実施形態では、ビット変換前の画像データ（１２ビットの画像データ）に対して乱数データを付加するようにしたので、ビット変換後の画像データ（８ビットの画像データ）に対して乱数データを付加する場合と比較して、適切にトーンジャンプを低減することができる。

【0037】

（２）上記（１）のデジタルカメラ１００において、上記ビット変換した画像データに対してＪＰＥＧ圧縮処理を行う制御装置１０４をさらに備えるように構成したので、ＪＰＥＧ圧縮処理後の画像データにおいても、トーンジャンプを目立たなくすることができる。

【0038】

（変形例１）
上述したようにＹＣｂＣｒ画像データに疑似乱数データを付加した場合、ＪＰＥＧ圧縮前の情報量が増加することになるので、ＪＰＥＧ圧縮を行っても期待するほど圧縮されない場合もある。そこで、ＪＰＥＧ圧縮において、圧縮量を優先する圧縮量優先モードで圧縮するか、トーンジャンプの低減を優先するトーンジャンプ低減優先モードで圧縮するかを、ユーザが操作部材１０１を操作することで選択できるようにしてもよい。

【0039】

変形例１の制御装置１０４は、操作部材１０１からの操作信号に応じて圧縮量優先モードを選択した場合、１２ビットのＹＣｂＣｒ画像データに疑似乱数データを付加せずに８ビットへ変換し、変換後の画像データに対してＪＰＥＧ圧縮を行う。この圧縮量優先モードによれば、トーンジャンプが低減されないものの圧縮量を大きくすることができる。

【0040】

一方、制御装置１０４は、操作部材１０１からの操作信号に応じてトーンジャンプ低減優先モードを選択した場合、上述した実施の形態のように１２ビットのＹＣｂＣｒ画像データに疑似乱数データを付加した後８ビットへ変換し、変換後の画像データに対してＪＰＥＧ圧縮を行う。このトーンジャンプ低減優先モードによれば、圧縮量が圧縮量優先モードの場合よりも小さくなるもののトーンジャンプを低減することができる。

【0041】

（変形例２）
ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を、ＪＰＥＧ圧縮処理の圧縮量に応じて設定するようにしてもよい。この場合の制御装置１０４は、ＪＰＥＧ圧縮処理の圧縮量が大きいほど、上述したrndY、rndCb、rndCrの値を大きく設定して、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を大きくする。これにより、圧縮量が大きくなっても、トーンジャンプが目立つのを防ぐことができる。

【0042】

同様に、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を、ＪＰＥＧ圧縮処理の圧縮パラメータに応じて設定するようにしてもよい。ＪＰＥＧ圧縮処理の圧縮パラメータとしては、例えば、量子化係数や、サンプリング比（色差成分の間引き量を示す値）などがある。この場合の制御装置１０４は、圧縮量が大きくなる圧縮パラメータの設定であるほど、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を大きくする。

【0043】

（変形例３）
ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を、画像の乱雑度に応じて設定するようにしてもよい。この場合の制御装置１０４は、ステップＳ４で変換された１２ビットのＹＣｂＣｒ画像データに対して、画像の乱雑度を解析する解析処理を実行する。この解析処理では、例えば、画像のエントロピーを算出して画像の乱雑度を求めればよい。そして制御装置１０４は、画像の乱雑度が低いほど、上述したrndY、rndCb、rndCrの値を大きく設定して、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を大きくする。一般的に、乱雑度が高い画像ではトーンジャンプが発生しにくいが、乱雑度が低い画像（すなわち整然とした画像、例えば空を撮影したグラデーションの画像など）ではトーンジャンプが発生しやすい。ゆえに、この変形例３によれば、乱雑度が低い画像の場合は、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値を大きくすることで、適切にトーンジャンプを抑制できる。また、乱雑度が高い画像の場合は、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値を小さくすることで、疑似乱数データの付加による情報量の増加を抑制することができる。

【0044】

（変形例４）
上述した実施の形態では、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データに付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を、画像全体で同一とする例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、ＹＣｂＣｒ色空間の画像データの部分ごとに、当該画像データに付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を変えるようにしてもよい。

【0045】

この場合の制御装置１０４は、ステップＳ４で変換された１２ビットのＹＣｂＣｒ画像データに対して、例えば、被写体を認識する被写体認識処理を実行する。なお、この被写体認識処理については、公知の方法を用いればよい。制御装置１０４は、被写体認識処理の結果、画像内で、トーンジャンプが発生しやすい被写体（例えば空や壁など）の部分に対しては、上述したrndY、rndCb、rndCrの値を大きく設定して、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を大きくする。一方、トーンジャンプが発生しにくい被写体（例えば人など）の部分に対しては、上述したrndY、rndCb、rndCrの値を小さく設定して、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を小さくする。変形例４によれば、トーンジャンプを適切に抑制することができるとともに、疑似乱数データの付加による情報量の増加も抑制することができる。

【0046】

（変形例５）
ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を、ユーザが変更できるようにしてもよい。この場合、例えば、ＪＰＥＧ圧縮後の画像をモニタ１０６に表示させてユーザに目視確認させながら、操作部材１０１の操作によってＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を変更できるようにする。こうすることにより、ユーザは、自身が許容できるトーンジャンプの度合いに応じて、ＹＣｂＣｒ信号に付加する疑似乱数データの取り得る値の幅を選択することができる。

【0047】

（変形例６）
上述した実施の形態では、ビット変換前のＹ信号、Ｃｂ信号およびＣｒ信号に対して、それぞれ疑似乱数データを付加する例について説明した。しかしながら、制御装置１０４は、Ｙ信号には疑似乱数データを付加せず、Ｃｂ信号およびＣｒ信号のみに、それぞれ疑似乱数データを付加するようにしてもよい。変形例６によっても、上述した実施の形態と同様に、トーンジャンプが目立ちやすい色差面（ＣｂＣｒ）においてトーンジャンプを抑制できるので、ＪＰＥＧ圧縮後の画像においてトーンジャンプを目立ちにくくすることができる。

【0048】

（変形例７）
上述した実施の形態では、ビット変換前のＹＣｂＣｒ色空間の画像データに対して疑似乱数データを付加する例について説明したが、再現不可能な真の乱数データを付加するようにしてもよい。この場合の制御装置１０４は、例えばダイオードの生成するノイズや熱雑音などの物理現象を用いて真の乱数データを生成するハードウェア乱数発生器から入力される真の乱数データを、ビット変換前のＹＣｂＣｒ色空間の画像データに付加する。

【0049】

（変形例８）
上述した実施形態では、デジタルカメラ１００の制御装置１０４が図２に示す処理を行う例を説明したが、図２に示す処理を行う画像処理プログラムを図３に示すコンピュータ２００に実行させることにより、図２に示す処理を行う画像処理装置を構成するようにしてもよい。図２に示す処理を行う画像処理プログラムをコンピュータ２００に取込んで使用する場合には、コンピュータ２００のデータストレージ装置に当該画像処理プログラムをローディングした上で、当該画像処理プログラムを実行させる。

【0050】

コンピュータ２００に対する上記画像処理プログラムのローディングは、上記画像処理プログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体２０４をコンピュータ２００にセットして行ってもよいし、ネットワークなどの通信回線２０１を経由する方法でコンピュータ２００へローディングしてもよい。通信回線２０１を経由する場合は、通信回線２０１に接続されたサーバー（コンピュータ）２０２のストレージ装置２０３などに上記画像処理プログラムを格納しておく。上記画像処理プログラムは、記憶媒体や通信回線を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。

【0051】

なお、コンピュータ２００で画像処理装置を構成する場合は、図２のステップＳ１に代えて、ＲＡＷデータが記録された記録媒体（メモリカードなど）から、当該ＲＡＷデータを読みだし、ステップＳ２以降の処理を行う。

【0052】

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。

【符号の説明】

【0053】

１００…デジタルカメラ、１０１…操作部材、１０２…撮像レンズ、１０３…撮像素子、１０４…制御装置、１０５…メモリカードスロット、１０６…モニタ、２００…コンピュータ、２０１…通信回線、２０２…サーバー、２０３…ストレージ装置、２０４…記憶媒体

【図1】

【図2】

【図3】