特許 6248547 撮像装置、画像補正装置、ソフトウェア、及び画像補正方法

(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】6248547

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】撮像装置、画像補正装置、ソフトウェア、及び画像補正方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/243 20060101AFI20171211BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/243

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-226475(P2013-226475)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2015-88960(P2015-88960A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】311015207

【氏名又は名称】リコーイメージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】大木 健太

【審査官】 高野 美帆子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２３９６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像レンズを介して被写体像を撮像して画像を出力する撮像素子と、
前記画像を処理する処理部とを備え、
前記画像は、前記画像上において前記撮像レンズの光軸と一致する光軸点を有し、
前記処理部は、前記撮像レンズの設計データに基づき、所定の像高点における光量の変化量を、その前後に隣り合う像高点間それぞれの像高光量比の変化率に基づいて算出し、
前記処理部は、前記変化量が所定の割合以上である像高点を変曲点として検出し、前記変曲点の変化量を調節し、調節された前記変化量を用いて前記画像の光量低下を補正する撮像装置。

【請求項2】

前記処理部は、前記画像に含まれる像高点における前記光軸点からの距離と、前記像高点における光量と前記光軸上における光量との比である像高光量比とに基づいて前記像高点における前記光量の変化量を算出する請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記処理部は、前記光軸点から第１の距離だけ離れた第１の像高点と、前記第１の距離よりも長い第２の距離だけ前記光軸点から離れた第２の像高点と、前記第２の距離よりも長い第３の距離だけ前記光軸点から離れた第３の像高点とを設け、
前記第１の像高点における光量と光軸上における光量との比である第１の像高光量比と、前記第２の像高点における光量と前記光軸点における光量との比である第２の像高光量比と、前記第３の像高点における光量と前記光軸点における光量との比である第３の像高光量比とを算出し、
前記第１の像高光量比と前記第２の像高光量比との差である第１の像高光量比差と、前記第２の像高光量比と前記第３の像高光量比との差である第２の像高光量比差とを算出し、
前記第１の距離と前記第２の距離との差である第１の距離差と、前記第２の距離と前記第３の距離との差である第２の距離差とを算出し、
前記第１の像高光量比差と前記第１の距離差との比である第１の光量比変化率と、前記第２の像高光量比差と前記第２の距離差との比である第２の光量比変化率とを算出し、
前記第１の光量比変化率と前記第２の光量比変化率とに基づいて、前記第２の像高点における前記変化量を算出する請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記処理部は、前記光軸点からの距離が異なる複数の像高点を設け、
前記像高点における光量と光軸上における光量との比である像高光量比を全ての像高点について算出し、
所定の像高点よりも前記光軸点に近い近位像高点における像高光量比である近位像高光量比と前記所定の像高点における像高光量比である所定像高光量比との差である第１の像高光量比差と、前記所定の像高点よりも前記光軸点から遠い遠位像高点における像高光量比である遠位像高光量比と前記所定像高光量比との差である第２の像高光量比差とを算出し、
前記所定の像高点と前記近位像高点との差である第１の距離差と、前記所定の像高点と前記遠位像高点との差である第２の距離差とを算出し、
前記第１の像高光量比差と前記第１の距離差との比である第１の光量比変化率と、前記第２の像高光量比差と前記第２の距離差との比である第２の光量比変化率とを算出し、
前記第１の光量比変化率と前記第２の光量比変化率とに基づいて、前記所定の像高点における前記変化量を算出し、
前記変化量を全ての像高点において算出し、最も前記変化量が大きく、かつ前記変化量が所定の割合以上である像高点を前記変曲点とする請求項２又は３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記処理部は、前記変化量に基づいて補正割合を算出し、前記補正割合に基づいて前記変曲点の変化量を調節する請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。

【請求項6】

前記処理部は、前記第１の光量比変化率及び前記第２の光量比変化率に基づいて前記変曲点から前記近位像高点側に第１の調節点を設け、前記第１の光量比変化率及び前記第２の光量比変化率に基づいて前記変曲点から前記遠位像高点側に第２の調節点を設け、前記第１の調節点及び前記第２の調節点を用いて前記変曲点の変化量を調節する請求項４に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記処理部は、前記変化量に基づいて補正割合を算出し、前記補正割合と前記第１の光量比変化率と前記第２の光量比変化率とに基づいて前記変曲点から前記近位像高点側に第１の調節点を設け、前記補正割合と前記第１の光量比変化率と前記第２の光量比変化率とに基づいて前記変曲点から前記遠位像高点側に第２の調節点を設け、前記第１の調節点と前記第２の調節点を用いて前記変曲点の変化量を調節する請求項４に記載の撮像装置。

【請求項8】

撮像レンズを介して撮像された画像を処理する処理部を備え、
前記処理部は、前記撮像レンズの設計データに基づき、所定の像高点における光量の変化量を、その前後に隣り合う像高点間それぞれの像高光量比の変化率に基づいて算出し、
前記処理部は、前記変化量が所定の割合以上である像高点を変曲点として検出し、前記変曲点の変化量を調節する画像補正装置。

【請求項9】

撮像レンズを介して撮像された画像を処理するソフトウェアであって、
前記撮像レンズの設計データに基づき、所定の像高点における光量の変化量を、その前後に隣り合う像高点間それぞれの像高光量比の変化率に基づいて算出するステップと、
前記変化量が所定の割合以上である像高点を変曲点として検出するステップと、
前記変曲点の変化量を調節するステップと
を備えるソフトウェア。

【請求項10】

撮像レンズを介して撮像された画像を処理する画像補正方法であって、
前記撮像レンズの設計データに基づき、所定の像高点における光量の変化量を、その前後に隣り合う像高点間それぞれの像高光量比の変化率に基づいて算出するステップと、
前記変化量が所定の割合以上である像高点を変曲点として検出するステップと、
前記変曲点の変化量を調節するステップと
を備える画像補正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光量低下を補正するために用いられる撮像装置、画像補正装置、ソフトウェア、及び画像補正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レンズの光量低下を画像処理によって補正する装置が知られている。このような装置は、予め一様な白紙を撮像して得られた画像において複数の点をサンプリングし、これにより得られた光量を最小二乗法で統計的に処理し、補正ゲインを算出する。そして、実際の撮像において得られた画像に含まれる各点の光量に、補正ゲインを乗じて光量低下を修正する（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−１６９２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、画像の周辺部、すなわち画像において中心から離れた部分に近づくと、急に画像における光量低下が大きくなることがある。光量低下が急に大きくなる領域に前述の補正ゲインを適用して補正しても、補正ゲインが適切でないため、補正された画像に補正ムラが生じるおそれがある。

【0005】

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、精度よくレンズの光量低下を補正可能な撮像装置、画像補正装置、ソフトウェア、及び画像補正方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願第１の発明による撮像装置は、撮像レンズを介して被写体像を撮像して画像を出力する撮像素子と、画像を処理する処理部とを備え、画像は、画像上において撮像レンズの光軸と一致する光軸点を有し、処理部は、撮像レンズの設計データに基づいて、像高と光量の変化量との関係を算出し、変化量が所定の割合以上である変曲点を算出し、変曲点の変化量を調節し、調節された変化量を用いて画像の光量低下を補正することを特徴とする。

【0007】

処理部は、画像に含まれる像高点における光軸点からの距離と、像高点における光量と光軸上における光量との比である像高光量比とに基づいて像高点における光量の変化量を算出することが好ましい。

【0008】

処理部は、光軸点から第１の距離だけ離れた第１の像高点と、第１の距離よりも長い第２の距離だけ光軸点から離れた第２の像高点と、第２の距離よりも長い第３の距離だけ光軸点から離れた第３の像高点とを設け、第１の像高点における光量と光軸上における光量との比である第１の像高光量比と、第２の像高点における光量と光軸点における光量との比である第２の像高光量比と、第３の像高点における光量と光軸点における光量との比である第３の像高光量比とを算出し、第１の像高光量比と第２の像高光量比との差である第１の像高光量比差と、第２の像高光量比と第３の像高光量比との差である第２の像高光量比差とを算出し、第１の距離と第２の距離との差である第１の距離差と、第２の距離と第３の距離との差である第２の距離差とを算出し、第１の像高光量比差と第１の距離差との比である第１の光量比変化率と、第２の像高光量比差と第２の距離差との比である第２の光量比変化率とを算出し、第１の光量比変化率と第２の光量比変化率とに基づいて、第２の像高点における変化量を算出することが好ましい。

【0009】

処理部は、光軸点からの距離が異なる複数の像高点を設け、像高点における光量と光軸上における光量との比である像高光量比を全ての像高点について算出し、所定の像高点よりも光軸点に近い近位像高点における像高光量比である近位像高光量比と所定の像高点における像高光量比である所定像高光量比との差である第１の像高光量比差と、所定の像高点よりも光軸点から遠い遠位像高点における像高光量比である遠位像高光量比と所定像高光量比との差である第２の像高光量比差とを算出し、所定の像高点と近位像高点距離との差である第１の距離差と、所定の像高点と遠位像高点との差である第２の距離差とを算出し、第１の像高光量比差と第１の距離差との比である第１の光量比変化率と、第２の像高光量比差と第２の距離差との比である第２の光量比変化率とを算出し、第１の光量比変化率と第２の光量比変化率とに基づいて、所定の像高点における変化量を算出し、変化量を全ての像高点において算出し、最も変化量が大きく、かつ変化量が所定の割合以上である像高点を変曲点とすることが好ましい。

【0010】

処理部は、変化量に基づいて補正割合を算出し、補正割合に基づいて変曲点の変化量を調節することが好ましい。

【0011】

処理部は、第１の光量比変化率及び第２の光量比変化率に基づいて変曲点から近位像高点側に第１の調節点を設け、第１の光量比変化率及び第２の光量比変化率に基づいて変曲点から遠位像高点側に第２の調節点を設け、第１の調節点及び第２の調節点を用いて変曲点の変化量を調節することが好ましい。

【0012】

処理部は、変化量に基づいて補正割合を算出し、補正割合と第１の光量比変化率と第２の光量比変化率とに基づいて変曲点から近位像高点側に第１の調節点を設け、補正割合と第１の光量比変化率と第２の光量比変化率とに基づいて変曲点から遠位像高点側に第２の調節点を設け、第１の調節点と第２の調節点を用いて変曲点の変化量を調節することが好ましい。

【0013】

本願第２の発明による画像補正装置は、撮像レンズを介して撮像された画像を処理する処理部を備え、処理部は、撮像レンズの設計データに基づいて、光量の変化量と像高との関係を算出し、変化量が所定の割合以上である変曲点を算出し、変曲点の変化量を調節することを特徴とする。

【0014】

本願第３の発明によるソフトウェアは、撮像レンズを介して撮像された画像を処理するソフトウェアであって、撮像レンズの設計データに基づいて、光量の変化量と像高との関係を算出するステップと、変化量が所定の割合以上である変曲点を算出するステップと、変曲点の変化量を調節するステップとを備えることを特徴とする。

【0015】

本願第４の発明による画像補正方法は、撮像レンズを介して撮像された画像を処理する画像補正方法であって、撮像レンズの設計データに基づいて、光量の変化量と像高との関係を算出するステップと、変化量が所定の割合以上である変曲点を算出するステップと、変曲点の変化量を調節するステップとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、精度よくレンズの光量低下を補正可能な撮像装置、画像補正装置、ソフトウェア、及び画像補正方法を得る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態による撮像装置を概略的に示したブロック図である。

【図2】光量比と像高の関係を示すグラフである。

【図3】変曲点を検出する変曲点検出処理について説明するグラフである。

【図4】変曲点を補正する割合を決定する補正割合算出処理について説明するグラフである。

【図5】補正割合が１００％であるときの画像を示した図である。

【図6】補正割合が６０％であるときの画像を示した図である。

【図7】変曲点の変化量を調節する変曲点調節処理について説明するグラフである。

【図8】変曲点調節処理を実行せずに得られた光量比に基づいて補正された補正画像を示した図である。

【図9】変曲点調節処理を実行して得られた光量比に基づいて補正された補正画像を示した図である。

【図10】変曲点調節処理を実行せず、かつ補正割合が１００％であるときの補正画像を示した図である。

【図11】変曲点調節処理を実行し、かつ補正割合が６０％であるときの補正画像を示した図である。

【図12】変曲点検出処理を示したフローチャートである。

【図13】補正割合算出処理を示したフローチャートである。

【図14】変曲点調節処理を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本願発明の一実施形態によるレンズ、撮像装置、及び光量低下補正方法について図を用いて説明する。図１は、撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００を示す。まず、図１を用いてデジタルカメラ１００の構成について説明する。

【0019】

デジタルカメラ１００は、処理部を成すＤＳＰ１０１、撮像素子であるＣＣＤ１１１、着脱自在に設けられる撮像レンズ１０２、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２０、ＡＦＥ１３０と、カメラメモリ１０３と、操作部材１０４と、記録媒体１０５と、表示媒体１０６とを主に備える。

【0020】

撮像レンズ１０２は、複数のレンズ１０７と、記憶部を成すレンズメモリ１０８とを備え、被写体像をＣＣＤ１１１に結像させる。ＤＳＰ１０１、ＣＣＤ１１１、タイミングジェネレータ１２０、ＡＦＥ１３０、カメラメモリ１０３、操作部材１０４、記録媒体１０５、及び表示媒体１０６は、カメラボディ１１０に格納される。ＣＣＤ１１１は、タイミングジェネレータ１２０からの露光信号に応じて、撮像レンズ１０２から被写体像を受光して撮像し、画像信号を出力する。ＡＦＥ１３０は、画像信号を処理して、水平同期信号を画像信号に付加した後、ＤＳＰ１０１に送信する。ＤＳＰ１０１は、画像信号をさらに処理して、画像及び画像ファイルを生成し、表示媒体１０６又は記録媒体１０５に送信する。ＤＳＰ１０１は、後述する変曲点検出処理、補正割合算出処理、及び変曲点調節処理を実行して、撮像レンズ１０２の光量低下を補正可能である。

【0021】

記録媒体１０５は、デジタルカメラ１００に着脱自在に接続される、例えばＳＤカードであって、画像ファイルを記録する。

【0022】

表示媒体１０６は、デジタルカメラ１００の背面に設けられる、例えば液晶モニタであって、画像を表示する。

【0023】

カメラメモリ１０３は、ＤＳＰ１０１のファームウェア、及び画像ファイル等を記録、及びＤＳＰ１０１が各種処理を実行する際の一時メモリとして使用される。

【0024】

操作部材１０４は、例えば二段式スイッチであるシャッターレリーズボタンや、十字キーや、押し下げ式スイッチ等であって、ユーザの操作に応じてＤＳＰ１０１に信号を送信する。ＤＳＰ１０１は、操作部材１０４から受信した信号に応じて動作する。

【0025】

ＣＣＤ１１１が出力した画像は、画像上において撮像レンズ１０２の光軸と一致する光軸点を有する。光軸点から所定の距離だけ離れた点を像高点といい、光軸点から像高点までの距離を像高といい、像高点における光量と光軸点における光量との光量比を像高光量比という。

【0026】

次に図２を用いて、像高光量比と像高との関係について説明する。レンズメモリ１０８には撮像レンズ１０２の設計値として、撮像レンズ１０２の絞りの状態に応じた像高光量比と像高との関係をしめすデータが保存されている。図２は説明の為、絞りが開放されている場合の像高光量比と像高との関係をグラフ化したものである。ここでは、光軸点及び７つの像高点ｎ（図２に示す例では、ｎは１から７の整数）に関して像高光量比Ｙｎを求める。そして、隣り合う像高点ｎ−１における像高光量比Ｙｎ−１との差を求めて像高光量比差ΔＹｎとし、隣り合う像高点ｎ−１との距離を求めて像高差ΔＸｎとする。図２では、像高光量比差ΔＹｎは、ΔＹ１からΔＹ７まで７つの値をとる。像高光量比差ΔＹｎは、光軸点からｎ番目の像高点における像高光量比差である。像高差ΔＸはΔＸ１からΔＸ７まで７つの値をとる。像高差ΔＸｎは、光軸点からｎ−１番目の像高点とｎ番目の像高点との像高差である。なお、光軸点から０番目の像高点は光軸点に相当する。像高光量比差ΔＹｎ／像高差ΔＸｎを傾きＡｎとする。傾きＡｎ−１と傾きＡｎとが成す角度を像高点ｎ−１における変化量という。

【0027】

図２に示す実線は、撮像レンズ１０２の設計値を用いて求められた絞りが開放されている場合での像高と像高光量比との関係を示す。

【0028】

実線に示される関係を用いて撮影画像を補正する場合、実線に示される像高光量比の逆数が対応する像高点における補正ゲインとなる。そして、得られた補正ゲインを撮影画像の各画素の光量に乗じて、撮影画像の光量低下、特に周辺光量不足が補正される。

【0029】

他方、図２では、像高点４において実線の傾きが急激に変化している。このような場合に、撮影画像を実線の傾きＡｎに基づいて補正すると、傾きの変化が大きい傾きＡ４と傾きＡ５の間の像高点４付近に補正ムラ(補正痕)が出る可能性が高い。そこで、本発明は次のように傾きの変化が大きい像高点、すなわち変曲点を検出して、傾きの変化を調節しようとするものである。

【0030】

図３を用いて、変曲点を検出する変曲点検出処理について説明する。図３は、図２に示す実線の一部を拡大して示す。

【0031】

像高点３と像高点４とを繋ぐ線分１４は、像高を示すＸ軸に対して角度θ４を成し、像高点４と像高点５とを繋ぐ線分１５は、像高を示すＸ軸に対して角度θ５を成す。これにより、像高点４を挟む２つの線分が成す角度α４は、以下の式により求められる。
α４＝（θ４＋９０＋（９０−θ５））
ここで、線分１４の傾きＡ４及び線分１５の傾きＡ５は、以下の式により求められる。
Ａ４＝ｔａｎθ４
Ａ５＝ｔａｎθ５
前述のように、傾きＡ４及び傾きＡ５は、像高光量比差ΔＹｎ及び像高差ΔＸｎを用いて求めることができるため、これらの式を用いて角度θ４及び角度θ５を求めることができる。そして、角度θ４及び角度θ５を用いて角度α４を求める。この角度α４は、変曲点の変化量である。さらに、角度αｎを全ての像高点ｎについて求め、最も小さい角度αｎを有し、かつ角度αｎが所定の閾値以下である像高点ｎを変曲点とする。閾値は、実験等によりあらかじめ求められる。

【0032】

次に、図４を用いて、変化量の補正割合を決定する補正割合算出処理について説明する。

【0033】

図４に示す実線は、図２に示す実線と同じものである。破線は、像高点３と変曲点である像高点４との間の線分１４の傾きＡ４を維持したままで、像高点５、６、及び７に相当する像高まで線分を延ばしたものである。像高点５、６、及び７の像高光量比を破線まで移動する場合の補正割合を０％とし、実線に示した像高光量比のまま維持する場合の補正割合を１００％とする。変曲点における変化量に応じて、補正割合を０％から１００％までの範囲で変化させる。

【0034】

破線上の像高点７’の像高光量比をＹ７’、像高点７の像高光量比をＹ７、補正割合をＲ％、撮影画像において像高点７と同じ像高である像高点ｂの像高光量比をＹｂとすると、補正割合を反映した点ｃの像高光量比Ｙｃは以下の式により求められる。
（Ｙｂ・Ｙ７’／Ｙ７−Ｙｂ）・Ｒ／１００＝Ｙｂ・Ｙ７’／Ｙｃ−Ｙｂ
これをＹｃについて変形すると、
Ｙｃ＝（Ｙ７’・Ｙ７・１００）／（１００・Ｙ７−Ｙ７・Ｒ＋Ｙ７’・Ｒ）
となる。

【0035】

すなわち、補正割合Ｒが０の場合、補正割合Ｒを反映した点の像高光量比Ｙｃは像高点７’の像高光量比Ｙ７’となり、補正割合Ｒが１００の場合、補正割合を反映した点の像高光量比Ｙｃは像高点７’の像高光量比Ｙ７となる。像高光量比Ｙｃの逆数が点ｃにおける補正ゲインとなる。そして、得られた補正ゲインを撮影画像の光量に乗じれば、各画素の光量が補正される。

【0036】

図５及び図６に、補正割合算出処理に基づいて得られた補正ゲインを用いて補正された補正画像を示す。なお説明のため、図５及び図６に示す補正画像には、補正ムラ(補正痕)がわかりやすくなるように処理を施している。

【0037】

図５は、補正割合Ｒが１００％であるとき、すなわち変曲点における変化量を調節しないで得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、補正画像の四隅に補正ムラ(補正痕)が現れる。

【0038】

図６は、補正割合Ｒが６０％であるとき、すなわち変曲点における変化量を調節して得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、図５に示す補正画像と比較して、四隅に補正ムラ(補正痕)が目立たなくなっている。

【0039】

次に、図７を用いて変曲点の変化量を調節する変曲点調節処理について説明する。

【0040】

まず、変曲点検出処理によって検出された変曲点Ａ４の両側の線分１４及び線分１５において、点ｄ及び点ｅを決定する。点ｄ及び点ｅは、線分１４及び線分１５において、各線分の長さに対して所定の割合の長さだけ変曲点Ａ４から距離を置いた点である。

【0041】

そして、点ｄの像高光量比Ｙｄ及び点ｅの像高光量比Ｙｅに補正値を加え、調節点ｆの像高光量比Ｙｆ及び調節点ｇの像高光量比Ｙｇを求める。像高光量比Ｙｆ及び像高光量比Ｙｇは、以下の式により求められる。
Ｙｆ＝Ｙｄ＋（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ４／（Ａ４＋Ａ５）
Ｙｇ＝Ｙｅ＋（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ５／（Ａ４＋Ａ５）
ここで、Ｑは、実験等により求められる割合であって、例えば０．０１等の値をとる。また、像高光量比Ｙｆの式では、（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ４／（Ａ４＋Ａ５）が補正値を成し、像高光量比Ｙｇの式では、（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ５／（Ａ４＋Ａ５）が補正値を成す。

【0042】

補正値における式（Ａ５−Ａ４）・Ｑにより、変曲点Ａ４に接続する線分１４及び線分１５の傾きの差に応じて、調節点の像高光量比を決定し、かつ像高光量比Ｙｆ及び像高光量比Ｙｇを適切な値にすることができる。

【0043】

そして、像高点ｎに加えて、調節点ｆ及び調節点ｇをさらに用いて光量を補正する。すなわち、光軸点、像高点１−３、調節点ｆ、像高点４、調節点ｇ、及び像高点５−７の順に接続されて成る曲線を用いるとともに、各点の間に位置する像高点に関しては線形補間を行うことにより像高光量比を求める。そして、得られた像高光量比の逆数を補正ゲインとして、撮影画像の光量に乗じれば、各画素の光量が補正される。

【0044】

像高点ｎに加えて、調節点ｆ及び調節点ｇをさらに用いて光量を補正することにより、変曲点Ａ４における変化量を緩やかにできる。

【0045】

図８及び図９に、変曲点調節処理に基づいて得られた補正ゲインを用いて補正された補正画像を示す。なお説明のため、図８及び図９に示す補正画像には、補正ムラ(補正痕)がわかりやすくなるように処理を施している。

【0046】

図８は、変曲点調節処理を実行せずに、すなわち調節点を追加せずに得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、補正画像の四隅に補正ムラ(補正痕)が現れる。

【0047】

図９は、変曲点調節処理を実行して、すなわち調節点を追加して得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、図８に示す補正画像と比較して、四隅に補正ムラ(補正痕)が目立たなくなっている。

【0048】

図１０及び図１１に、補正割合算出処理及び変曲点調節処理の双方を実行して得られた補正ゲインを用いて補正された補正画像を示す。なお説明のため、図１０及び図１１に示す補正画像には、補正ムラ(補正痕)がわかりやすくなるように処理を施している。

【0049】

図１０は、変曲点調節処理を実行せず、かつ補正割合Ｒが１００％であるとき、すなわち変曲点に関して何らの補正も行わないで得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、補正画像の四隅に補正ムラ(補正痕)が現れる。

【0050】

図１１は、変曲点調節処理を実行し、かつ補正割合Ｒが６０％であるとき、すなわち変曲点を調節して得られた像高光量比に基づいて画像を補正した場合の補正画像を示す。この場合、図１０に示す補正画像と比較して、四隅に補正ムラ(補正痕)が目立たなくなっている。

【0051】

次に、図１２を用いて変曲点検出処理について説明する。変曲点検出処理は、撮影された画像に対して「光量低下補正処理を実行する」モードをオンにした状態においてシャッターレリーズボタンが押し込まれて撮影がなされ、画像データが取得されたことをきっかけにスタートされる。または過去に撮影されＲＡＷ形式で記録媒体１０５に保存されていた画像データに対して、「光量低下補正処理付きＲＡＷ現像開始」の操作がなされたことをきっかけにスタートさせることも可能である。なお撮影時の「光量低下補正処理を実行する」モードのオン／オフに関わらず、ＲＡＷ形式の画像データには撮影時点で画像が撮影された条件（絞り値、焦点距離、フォーカシングレンズ位置等）に応じた撮像レンズ１０２の設計値（光量低下補正用のデータ）をレンズメモリ１０８から読み出し、保存してある。いずれの場合もＤＳＰ１０１により、撮像レンズ１０２の設計データを用いて実行される。

【0052】

始めのステップＳ１２１では、処理する画像が撮影された条件（絞り値、焦点距離、フォーカシングレンズ位置等）に応じて、レンズメモリ１０８に保存された（または、ＲＡＷ形式データに保存された）撮像レンズ１０２の設計値を取得し、図２に示す、像高と像高光量比との関係が取得（算出）される。

【0053】

次のステップＳ１２２では、各像高点ｎを挟む２つの線分が成す角度αｎを算出する（図３参照）。

【0054】

次のステップＳ１２３では、角度αｎを比較して、最も小さい角度αｎを決定する。

【0055】

次のステップＳ１２４では、最も小さい角度αｎが所定の閾値以下であるか否かを判断する。閾値以下である場合、処理はステップＳ１２５に進み、閾値よりも大きい場合には、変曲点が存在しないとして、変曲点検出処理を終了する。変曲点が存在しない場合には、実線（設計値）を用いて光量を補正しても、ムラ(補正痕)なく撮影画像を補正できる。

【0056】

ステップＳ１２５では、最も小さい角度αｎに対応する像高点ｎが変曲点であるとして、後述する補正割合算出処理（図１３）及び変曲点調節処理（図１４）を実行する。

【0057】

次に、図１３を用いて補正割合算出処理について説明する。補正割合算出処理は、ＤＳＰ１０１により撮像レンズ１０２の設計データを用いて実行される。

【0058】

始めのステップＳ１３２では、図４における像高点ｂの像高光量比Ｙｂを算出する。

【0059】

次のステップＳ１３３では、補正割合を反映した点ｃの像高光量比Ｙｃを算出する。そして、図１４の変曲点調節処理を実行する。

【0060】

次に、図１４を用いて変曲点調節処理について説明する。変曲点調節処理は、ＤＳＰ１０１により撮像レンズ１０２の設計データを用いて実行される。

【0061】

始めのステップＳ１４１では、図２に示す像高と像高光量比との関係において、変曲点の位置を取得する。すなわち、変曲点の像高を取得する。

【0062】

次のステップＳ１４２では、変曲点に接続される２本の線分の傾きを取得し、２本の線分の傾きの差を算出する。これにより、図５に示す（Ａ５−Ａ４）が求められる。

【0063】

次のステップＳ１４３では、変曲点に接続される２本の線分の傾きの比を各線分に関して算出する。これにより、図５に示すＡ４／（Ａ４＋Ａ５）及びＡ５／（Ａ４＋Ａ５）が求められる。

【0064】

次のステップＳ１４４では、既定の割合Ｑを用いて、２つの調節点に関する補正値をそれぞれ算出する。これにより、図５に示す調節点ｆの補正値（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ４／（Ａ４＋Ａ５）と、調節点ｇの補正値（Ａ５−Ａ４）・Ｑ・Ａ５／（Ａ４＋Ａ５）が求められる。

【0065】

次のステップＳ１４５では、２つの調節点の像高光量比をそれぞれ算出する。これにより、図５に示す調節点ｆの像高光量比Ｙｆ及び調節点ｇの像高光量比Ｙｇが求められる。

【0066】

次のステップＳ１４６では、像高点ｎに加えて、２つの調節点を加えて成る曲線を作成するとともに、各点の間に位置する像高点に関しては線形補間を行う。これにより、図５に示す光軸点、像高点１−３、調節点ｆ、像高点４、調節点ｇ、及び像高点５−７の順に接続されて成る曲線を作成するとともに、各点の間に位置する像高点に関して線形補間される。そして処理を終了する。

【0067】

本実施形態によれば、撮影画像に含まれる光量低下を適切に補正できる。

【0068】

なお、変曲点検出処理は、図示しない計算装置、例えばコンピュータによって実行されてもよい。

【0069】

また、補正割合算出処理は、図示しない計算装置、例えばコンピュータにより実行されてもよい。

【0070】

変曲点調節処理は、図示しない計算装置、例えばコンピュータにより実行されてもよい。

【0071】

補正割合算出処理及び変曲点調節処理は、いずれか一方のみが実行されてもよく、また、両方が実行されてもよい。

【0072】

撮像レンズ１０２はデジタルカメラ１００に着脱自在に設けられず、デジタルカメラ１００から取り外しできなくてもよい。またデジタルカメラ１００は携帯電話、スマートフォン等に内蔵されたデジタルカメラであってもよい。

【0073】

光軸点からの距離である像高に応じて光量低下を補正する構成について説明したが、光軸点でなく、画像上における任意の点からの距離に基づいて光量低下を補正してもよい。

【0074】

光軸点からの距離である像高に応じて光量低下を補正する構成について説明したが、光軸からの距離でなく、光軸あるいは他の任意の軸からの角度に応じて光量低下を補正してもよい。

【符号の説明】

【0075】

１００ デジタルカメラ
１０１ ＤＳＰ
１０２ 撮像レンズ
１０３ カメラメモリ
１０４ 操作部材
１０５ 記録媒体
１０６ 表示媒体
１０７ レンズ
１０８ レンズメモリ
１１０ カメラボディ
１１１ ＣＣＤ
１２０ タイミングジェネレータ
１３０ ＡＦＥ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】