画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置
【課題】高品質な画像を得ることができる画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置を提供する。
【解決手段】撮影により得られた画像信号に対して階調補正回路７２ｄで所要の階調補正処理を行った後、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号と色差信号を生成する。生成された輝度信号のレベルが輝度閾値以上の画素を検出し、その画素の色差信号に対して０近傍の信号が０値になるようなレベル変換処理をレベル変換回路７２ｇで施す。これにより、ハイライト領域で目立つ偽輪郭の発生を防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【解決手段】撮影により得られた画像信号に対して階調補正回路７２ｄで所要の階調補正処理を行った後、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号と色差信号を生成する。生成された輝度信号のレベルが輝度閾値以上の画素を検出し、その画素の色差信号に対して０近傍の信号が０値になるようなレベル変換処理をレベル変換回路７２ｇで施す。これにより、ハイライト領域で目立つ偽輪郭の発生を防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置に係り、特に撮像素子で撮像された画像に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラでは、高品位の画像を得るために、撮影により得られた画像信号に対して階調補正や輪郭補正、色補正などの各種補正処理が施される。
【０００３】
しかし、画像によっては、階調補正の処理を行うと、高輝度領域に偽輪郭（色ムラ）が発生し、かえって品質を落とすという問題があった。すなわち、一般に階調変換は、図１６に示すように、入力の値が大きくなるに従って緩やかなるようにされているため、図１７に示すように、緩いグラデーション画像を撮影すると、高輝度側で偽輪郭が発生しやすくなる。特にダイナミックレンジを圧縮するために、階調変換特性を図１８のようにした場合には、さらに高輝度側で出力階調幅が狭くなり、より偽輪郭が発生しやすくなる。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１では、画像の平坦領域に高周波のノイズを付加することで、偽輪郭を目立たなくする方法が提案されている。
【特許文献１】特開平９−３７２９９号公報
【特許文献２】特開平９−２１５０１２号公報
【特許文献３】特開平８−３１７４２５号公報
【特許文献４】特開２００５−２０２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法は、ノイズを生成するための回路が別途必要になるという欠点がある。また、この処理のために負荷が増大するとともに、加えたノイズによって画質が劣化するという欠点もある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高品質な画像を得ることができる画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置において、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換手段を備えたことを特徴とする画像信号処理装置を提供する。
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号が０値にレベル変換される。これにより、偽輪郭の発生を効果的に防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レベル変換手段は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換され、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換され、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換される。これにより、出力信号が不連続になるのを効果的に防止でき、より高品質な画像を得ることができる。なお、このように全体的にレベル変換を行うと、彩度が低下することから、次工程で彩度調整を図ることが好ましい。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記検出手段で検出された画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を対象にレベル変換の処理が行われる。偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得手段と、前記撮影データ取得手段で取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定手段であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記レベル変換手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、偽輪郭が発生しやすい撮影条件、たとえば、高ダイナミックレンジ撮影や低感度撮影等の階調豊かな撮影条件やノイズの発生を抑制した撮影条件等で撮影された画像信号に対してのみレベル変換処理が行われる。これにより、高品質な画像を効率よく得ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、各画素の彩度を検出する彩度検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記彩度検出手段で検出された彩度が、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、各画素の彩度が検出され、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は低彩度（グレー）の領域で目立ちやすくなることから、低彩度領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、画像の平坦領域を検出する平坦領域検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記平坦領域検出手段で検出された平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、画像の平坦領域が検出され、その平坦領域に属する画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は画像の形状（テクスチャ）なときに目立ちやすくなることから、画像の平坦領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が組み込まれたことを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が撮影装置に組み込まれる。これにより、撮影により、簡単に高品質な画像を得ることができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、前記目的を達成するために、画像信号を入力する画像信号入力機能と、入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施す階調変換処理機能と、階調変換処理された画像信号から輝度信号と色差信号を生成する輝度・色差信号生成機能と、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする画像信号処理プログラム。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号が０値にレベル変換される。これにより、偽輪郭の発生を効果的に防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レベル変換機能は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２４】
請求項９に係る発明によれば、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換され、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換され、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換される。これにより、出力信号が不連続になるのを効果的に防止でき、より高品質な画像を得ることができる。なお、このように全体的にレベル変換を行うと、彩度が低下することから、次工程で彩度調整を図ることが好ましい。
【００２５】
請求項１０に係る発明は、前記目的を達成するために、前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出機能を備え、前記レベル変換機能は、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２６】
請求項１０に係る発明によれば、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を対象にレベル変換の処理が行われる。偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００２７】
請求項１１に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得機能と、取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定機能であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定機能と、を備え、前記レベル変換機能は、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合にのみ前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２８】
請求項１１に係る発明によれば、偽輪郭が発生しやすい撮影条件、たとえば、高ダイナミックレンジ撮影や低感度撮影等の階調豊かな撮影条件やノイズの発生を抑制した撮影条件等で撮影された画像信号に対してのみレベル変換処理が行われる。これにより、高品質な画像を効率よく得ることができる。
【００２９】
請求項１２に係る発明は、前記目的を達成するために、各画素の彩度を検出する彩度検出機能を備え、前記レベル変換機能は、彩度が低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００３０】
請求項１２に係る発明によれば、各画素の彩度が検出され、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は低彩度（グレー）の領域で目立ちやすくなることから、低彩度領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００３１】
請求項１３に係る発明は、前記目的を達成するために、画像の平坦領域を検出する平坦領域検出機能を備え、前記レベル変換機能は、平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、８又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００３２】
請求項１３に係る発明によれば、画像の平坦領域が検出され、その平坦領域に属する画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は画像の形状（テクスチャ）なときに目立ちやすくなることから、画像の平坦領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置によれば、高品質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明に係る画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００３５】
図１、２は、それぞれ本発明が適用されたデジタルカメラ１０の外観構成を示す正面斜視図と背面斜視図である。
【００３６】
図１に示すように、矩形の箱状に形成されたカメラ本体１２の前面には、撮影レンズ１４、ストロボ１６等が設けられており、また、上面には、シャッタボタン１８、電源ボタン２０等が設けられている。
【００３７】
また、図２に示すように、カメラ本体１２の背面には、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作ボタン類、各種表示を行うための液晶モニタ３４等が設けられている。
【００３８】
また、図示されていないが、カメラ本体１２の底面には、メモリカードを装填するためのメモリカードスロット、バッテリを装填するためのバッテリ装填室等が開閉自在なカバーを介して設けられている。
【００３９】
このデジタルカメラ１０は、電源ＯＦＦの状態から電源ボタン２０を押すと、撮影モードの状態で起動し、撮影が可能になる。そして、この撮影モードの状態で再生ボタン３２を押すと、再生モードに移行し、メモリカードに格納されている画像の再生が可能になる。なお、電源ＯＦＦの状態で再生ボタン３２を押すと、デジタルカメラ１０は、再生モードの状態で起動する。そして、この再生モードの状態でシャッタボタン１８を押すと、撮影モードに移行し、撮影が可能になる。
【００４０】
また、撮影モードには、通常の撮影モードのほかに「高感度撮影モード」と「広ダイナミックレンジ撮影モード」を備えている。「高感度撮影モード」は、高感度で撮影するモードであり、「広ダイナミックレンジ撮影モード」は、高輝度の部分と低輝度の部分が存在する被写体を撮影するためのモードである。各モードの設定は、メニュー画面で行われ、ユーザは所要の操作を行って、所望の撮影モードに設定する。
【００４１】
本実施の形態のデジタルカメラ１０では、メニューボタン２４を押すと、メニュー画面が液晶モニタ３４に表示され、各種設定ができるようにされている。
【００４２】
図３は、デジタルカメラ１０の電気的構成を示すブロック図である。
【００４３】
同図３に示すように、デジタルカメラ１０の内部には、ＣＰＵ５０が設けられている。ＣＰＵ５０は、所定の制御プログラムを実行することにより、操作部（シャッタボタン１８、電源ボタン２０、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作部材）５２から入力される操作信号に応じてデジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００４４】
ＲＯＭ５４には、このＣＰＵ５０が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データが記録されている。ＣＰＵ５０は、このＲＯＭ５４に記録された制御プログラムをＳＤＲＡＭ５６に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００４５】
なお、このＳＤＲＡＭ５６は、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、演算作業等の各種作業領域として利用される。
【００４６】
また、フラッシュメモリ５８は、ユーザ設定情報等の各種設定情報等の記録領域として利用され、ＶＲＡＭ６０は、液晶モニタ３４に表示させる画像データ専用の記録領域として利用される。
【００４７】
撮影レンズ１４は、ズーム機能を有するＡＦレンズで構成されており、図示しないレンズ駆動機構に駆動されて、ズーミング及びフォーカシングが行われる。この撮影レンズ１４には、図示しない絞りが組み込まれており、絞りは図示しない絞り駆動機構に駆動されて、絞り径が切り替えられる。ＣＰＵ５０は、図示しないレンズ制御部及び絞り制御部を介してレンズ駆動機構及び絞り駆動機構の駆動を制御し、撮影レンズ１４及び絞りの動作を制御する。
【００４８】
撮影レンズ１４の後段には、撮像素子として、カラーＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）６２が配置されている。ＣＣＤ６２は、周知のように多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えている。撮影レンズ１４を通過した被写体光は、このＣＣＤ６２の受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。
【００４９】
ＣＣＤ６２は、ＣＣＤドライバ６４から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４を制御して、ＣＣＤ６２の駆動を制御する。
【００５０】
なお、各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ６４から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４に対して電荷蓄積時間を指示する。
【００５１】
また、画像信号の出力は、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると開始される。すなわち、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると、液晶モニタ３４にスルー画像を表示するために、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると、一旦停止され、本撮影が終了すると、再度開始される。
【００５２】
ＣＣＤ６２から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、アナログ信号処理部６６に取り込まれる。
【００５３】
アナログ信号処理部６６は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）等を含んで構成されている。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅する。すなわち、デジタルカメラ１０が、通常撮影モードや広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、ＡＧＣは、画像信号を通常ゲイン（Ｇａ）で増幅し、デジタルカメラ１０が高感度撮影モードにセットされている場合は、画像信号を設定感度に応じて定められるゲインで増幅する。たとえば、ＩＳＯ４００モードでは、通常撮影モードの４倍のゲイン（４Ｇａ）で画像信号を増幅し、ＩＳＯ２００モードでは、通常モードの２倍のゲイン（２Ｇａ）で画像信号を増幅する。
【００５４】
図４は、ＡＧＣでアナログ画像信号が増幅される様子を示したグラフである。同図において、横軸は、ＣＣＤ６２から出力された画像信号のアナログ信号値を表し、縦軸は、ＡＧＣで出力されるアナログ信号値を表している。また、実線は、通常の撮影モード（ゲインＧａ）を表し、点線は、高感度撮影モード（ゲイン２Ｇａ）を表している。
【００５５】
図４に示すように、高感度撮影モードでは、被写体の高輝度部分（アナログ信号入力値の高い部分）が、出力の最大値を越えてしまい（飽和状態）、いわゆる白飛びとして再現される。
【００５６】
しかし、多くの主要被写体は、低〜中輝度であり、この部分を階調豊かに表現することができる。
【００５７】
このように、ゲインアップが行われると、撮影可能な被写体輝度の幅（ダイナミックレンジ）は減少してしまうが、その代わりに被写体の低〜中輝度部分を再現する階調の幅を広げることができる。
【００５８】
アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号はＡ／Ｄ変換器６８に取り込まれる。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換器６８は、取り込んだアナログの画像信号を所定ビット（本例では１０ビット）の階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換された１コマ分の画像信号は、バス７０を介してＳＤＲＡＭ５６に格納される。
【００６１】
バス７０には、上記ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５４、ＳＤＲＡＭ５６、フラッシュメモリ５８、ＶＲＡＭ６０、Ａ／Ｄ変換器６８のほか、デジタル信号処理部７２、ＡＦ検出部７４、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６、圧縮／伸張処理部７８、記録制御部８０、表示制御部８４等が接続されており、これらはバス７０を介して互いに情報の送受信できるようにされている。
【００６２】
ＳＤＲＡＭ５６に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）にデジタル信号処理部７２に取り込まれる。
【００６３】
デジタル信号処理部７２は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００６４】
図５は、このデジタル信号処理部７２の概略構成を示すブロック図である。
【００６５】
同図に示すように、デジタル信号処理部７２は、ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａ、オフセット補正回路７２ｂ、ゲイン補正回路７２ｃ、階調補正回路７２ｄ、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆ、レベル変換回路７２ｇ、輪郭補正回路７２ｈ、色差マトリクス回路７２ｉ、光源種別判定回路７２ｊ等を含んで構成されている。
【００６６】
ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａは、ホワイトバランス調整を行うために、後述するＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、ホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。
【００６７】
オフセット補正回路７２ｂは、黒色の被写体を撮影した場合に黒色が表現されるように、ＳＤＲＡＭ５６から点順次に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定のオフセット処理を施して、ゲイン補正回路７２ｃに出力する。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対してあらかじめ設定されたオフセット値を減算して出力する。
【００６８】
ゲイン補正回路７２ｃは、オフセット処理された画像信号を点順次に取り込み、ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａで算出されたゲイン値を用いてホワイトバランス調整を行って、階調補正回路７２ｄに出力する。
【００６９】
階調補正回路７２ｄは、ホワイトバランス調整された画像信号を点順次に取り込み、所定の階調変換処理を施して、ＲＧＢ補間回路７２ｅに出力する。すなわち、画像データをモニタに出力すると、モニタに入力された階調値とモニタが出力する階調値との間にズレが生じることから、このズレを補正するために、撮影により得られた画像信号に対して所定の階調変換処理（いわゆるガンマ補正処理）を施して、ＲＧＢ補間回路７２ｅに出力する。
【００７０】
図６に示すように、階調補正回路７２ｄには、上記のズレを補正するためのガンマ変換テーブルが、あらかじめ設けられている。階調補正回路７２ｄは、このガンマ変換テーブルに基づいて、点順次に入力された画像信号の入力階調値を変換する。
【００７１】
なお、デジタルカメラ１０が広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、所定の前処理が行われた後、上記のガンマ変換テーブルを用いた階調変換処理が行われる。以下、この前処理について説明する。
【００７２】
図７に示すように、階調補正回路７２ｄには、１００％モード、２００％モード、４００％モードの３つの階調変換テーブルが設けられている。階調補正回路７２ｄは、入力された画像のダイナミックレンジに応じて、この３つの階調変換テーブルの中から一つを選択し、選択した階調変換テーブルに基づいて、画像信号が持つ画素ごとの階調値を変換して、前処理を施す。
【００７３】
ここで、この前処理で用いる階調変換テーブルは、以下の手順で決定される。
【００７４】
まず、入力画像を１６分割し、各領域における輝度の平均値（輝度平均値）を算出する。そして、全１６領域での輝度平均値を比較することにより、輝度平均値の最大値を検出する。
【００７５】
階調補正回路７２ｄは、輝度平均値の最大値が、０〜２５５であるとき、すなわち被写体輝度が低いと判断される場合には、１００％モードを選択する。また、輝度平均値の最大値が、２５６〜５１１であるときには、２００％モードを選択し、５１２〜１０２３のときには、４００％モードを選択する。
【００７６】
図７に示すように、１００％モードでは、入力階調値に対して出力階調値が４倍になるように階調変換処理が施される（入力階調値が２５５のときに出力階調値が１０２３となるような直線を描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７７】
また、２００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれてなだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が５１１のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７８】
また、４００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれて更になだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が１０２３のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７９】
このように、広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、階調補正回路７２ｄに入力された画像信号は、まず、所定の階調変換テーブルによって階調変換処理（前処理）が施され、この前処理が施された画像信号が、ガンマ変換テーブルによって更に階調変換処理（ガンマ変換処理）が施される。これにより、１００％モード、２００％モード、４００％モードの各階調変換テーブルによって階調変換処理のなされた画像信号は最終的に、図８に示すように階調値が変換されて出力される。
【００８０】
このように階調補正回路７２ｄは、ホワイトバランス調整された画像信号に対して所定の階調補正処理を施す。
【００８１】
ＲＧＢ補間演算回路７２ｅは、階調変換処理されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号を補間演算して、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号を求める。すなわち、単板式の撮像素子の場合、各画素からは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一色の信号しか出力されないため、出力しない色を周囲の画素の色信号から補完演算により求める。たとえば、Ｒを出力する画素では、この画素位置におけるＧ、Ｂの色信号がどの程度になるかを周りの画素のＧ、Ｂ信号から補間演算により求める。
【００８２】
なお、このようにＲＧＢ補完演算は、単板式の撮像素子に特有のものなので、撮像素子１３４に三板式のものを用いた場合には不要となる。
【００８３】
ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆは、ＲＧＢ補間演算後のＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとを生成してレベル変換回路７２ｇに出力する。
【００８４】
レベル変換回路７２ｇは、階調変換に伴う偽輪郭（色ムラ）の発生を防止するため、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂのうち色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理を行う。すなわち、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲（０値近傍範囲）に属する画素の色差信号を０値にレベル変換する。この偽輪郭は、特に階調が軟調化する高輝度側で目立ちやすくなるため、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素の色差信号についてのみ実施する。
【００８５】
以下、このレベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理について説明する。
【００８６】
上記のように、レベル変換処理は、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素の色差信号についてのみ実施する。
【００８７】
図５に示すように、レベル変換回路７２ｇには、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂと点順次に入力される。
【００８８】
レベル変換回路７２ｇは、まず、点順次に入力される輝度信号Ｙと、あらかじめ設定された輝度閾値ＹＴＨとを比較する。輝度閾値ＹＴＨは、ハイライトの基準となる閾値であり、この輝度閾値ＹＴＨ以上のレベルがハイライトとして認定される。
【００８９】
入力された画素の輝度信号Ｙが、この輝度閾値ＹＴＨ未満の場合、レベル変換回路７２ｇは、図９（ａ）に示すように、その画素の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して通常処理を実施する。すなわち、入力値と同値にレベル変換して出力する。
【００９０】
一方、入力された画素の輝度信号Ｙが、輝度閾値ＹＴＨ以上の場合、レベル変換回路７２ｇは、図９（ｂ）に示すように、その画素の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して抑圧処理を実施する。すなわち、その画素の色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下の範囲に属する場合は、元の値（入力信号レベル）に色差閾値Ｔｈ分を加算してレベル変換する。また、色差閾値＋Ｔｈ以上の範囲に属する場合は、元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算してレベル変換する。
【００９１】
このように、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換することにより、偽輪郭の発生を効果的に防止することができる。特に偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、本例のように、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、高品質な画像を得ることができる。
【００９２】
なお、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲は、無彩色の範囲、すなわち０値近傍に設定することが好ましい。具体的には、色差信号の最大値の数％に設定することが好ましく、さらに好ましくは、色差信号の分解能の最小レベルに設定する（たとえば、色差信号の分解能が１２８レベルならＴｈ＝１とし、−１〜＋１の範囲に設定する。）。
【００９３】
なお、必ずしも、閾値の上限値と下限値を同じ値にする必要はない。すなわち、たとえば、色差信号の分解能が１２８レベルにおいて、−Ｔｈ＝−１、＋Ｔｈ＝＋２と設定してもよい。
【００９４】
レベル変換回路７２ｇでレベル変換処理が施された色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路７２ｉに取り込まれる。色差マトリクス回路７２ｉは、レベル変換処理後の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対し、所定の色差マトリクス（Ｃ−ＭＴＸ）を乗算して色調補正を行う。すなわち、色差マトリクス回路７２ｉには、光源対応の色差マトリクスが複数種類設けられており、光源種別判定回路７２ｊが求めた光源種に応じて、使用する色差マトリクスを切り替え、この切り替え後の色差マトリクスを入力された色差信号Ｃｒ、Ｃｂに乗算し、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色調補正する。
【００９５】
光源種別判定回路７２ｊは、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、光源種を判定して、色差マトリクス回路７２ｉに色差マトリクス選択信号を出力する。
【００９６】
また、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙは、輪郭補正回路７２ｈに取り込まれ、輪郭補正回路７２ｈは、取り込んだ輝度信号Ｙに対して所定の輪郭補正処理を行う。
【００９７】
以上のようにしてデジタル信号処理部７２は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００９８】
ＡＦ検出部７４は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＦ制御に必要な焦点評価値を算出する。このＡＦ検出部７４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及び、フォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、ＡＦ制御時、このＡＦ検出部７４から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置に撮影レンズ１４のフォーカスレンズを移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。
【００９９】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出する。すなわち、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、一画面を複数のエリア（たとえば、８×８＝６４エリア）に分割し、分割されたエリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を算出する。ＣＰＵ５０は、ＡＥ制御時、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、被写体の明るさ（測光値）を求めて、適正な露光量を得るための露出設定を行う。
【０１００】
また、ＣＰＵ５０は、ＡＷＢ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値をデジタル信号処理部７２のホワイトバランスゲイン算出回路７２ａ及び光源種別判定回路７２ｊに加える。
【０１０１】
ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａは、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいてホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。
【０１０２】
また、光源種別判定回路７２ｊは、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいて光源種を検出する。
【０１０３】
圧縮／伸張処理部７８は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。
【０１０４】
記録制御部８０は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、メモリカードスロットに装填されたメモリカード８２に対してデータの読み／書きを制御する。
【０１０５】
表示制御部８４は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、液晶モニタ３４への表示を制御する。すなわち、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された画像信号を液晶モニタ３４に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換して液晶モニタ３４に出力する。
【０１０６】
以上のように構成された本実施の形態のデジタルカメラ１０の作用は次のとおりである。
【０１０７】
電源スイッチ２０を押し、デジタルカメラ１０の電源を投入すると、デジタルカメラ１０は撮影モードの状態で起動する。
【０１０８】
上記のように、デジタルカメラ１０が、撮影モードの状態で起動すると、ＣＣＤ６２から画像信号の出力が開始され、液晶モニタ３４にスルー表示される。撮影者は、この液晶モニタ３４の表示を見て構図を決定し、シャッタボタン１８を半押しする。
【０１０９】
シャッタボタン１８が半押しされると、ＣＰＵ５０にＳ１ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ１ＯＮ信号の入力に応動して、撮影準備処理、すなわちＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢの各処理を実行する。
【０１１０】
まず、ＣＣＤ５０から出力された画像信号がアナログ信号処理部６６、Ａ／Ｄ変換器６８を介してＡＥ／ＡＷＢ検出部７６及びＡＦ検出部７４に加えられる。
【０１１１】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、入力された画像信号からＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値に基づき被写体輝度を算出し、適正露出を得るための撮影感度、絞り値、シャッタ速度等を決定する。また、ホワイトバランス補正のためにＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値をデジタル信号処理部７２に加える。
【０１１２】
ＡＦ検出部７４は、入力された画像信号からＡＦ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＦ検出部７４からの出力に基づき撮影レンズ１４を制御し、主要被写体に焦点を合わせる。
【０１１３】
撮影者は、液晶モニタ３４の表示を見て画角、ピント状態等を確認し、撮影実行を指示する。すなわち、シャッタボタン１８を全押しする。
【０１１４】
シャッタボタン１８が全押しされると、ＣＰＵ５０にＳ２ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ２ＯＮ信号に応動して、本撮影の処理を実行する。
【０１１５】
まず、上記ＡＥ制御の結果求めた絞り値、シャッタ速度でＣＣＤ６２を露光し、記録用の画像を撮像する。
【０１１６】
ＣＣＤ６２から出力された記録用の画像信号は、アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換されてＳＤＲＡＭ５６に格納される。そして、ＳＤＲＡＭ５６からデジタル信号処理部７２に加えられる。
【０１１７】
デジタル信号処理部７２に取り込まれた画像信号は、黒色の被写体を撮影した場合に黒色が表現されるようにオフセット補正回路７２ｂで所定のオフセット処理が施される。
【０１１８】
オフセット処理された画像信号は、次いで、ゲイン補正回路７２ｃに加えられ、所定のゲイン値を用いてホワイトバランス調整が行われる。
【０１１９】
ホワイトバランス調整された画像信号は、次いで、階調補正回路７２ｄに加えられ、設定モードに応じて所定の階調変換処理が施される。
【０１２０】
階調変換処理された画像信号は、次いで、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅに加えられ、所定の補間演算が行われて、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号が求められる。
【０１２１】
ＲＧＢ補間演算後のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、次いで、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆに加えられ、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成される。
【０１２２】
生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、レベル変換回路７２ｇに加えられ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理が行われる。すなわち、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル（輝度閾値ＹＴＨ）以上の画素の色差信号について所定のレベル変換処理を施す。具体的には、図９（ｂ）に示すように、その画素の色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下の範囲に属する場合は、元の値（入力信号レベル）に色差閾値Ｔｈ分を加算してレベル変換する。また、色差閾値＋Ｔｈ以上の範囲に属する場合は、元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算してレベル変換する。これにより、ハイライト領域（高輝度領域）で目立つ偽輪郭の発生を防止できる。
【０１２３】
レベル変換回路７２ｇでレベル変換処理が施された色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路７２ｉに加えられ、所定の色調補正が施されて出力される。
【０１２４】
また、輝度信号Ｙは、輪郭補正回路７２ｈに加えられ、所定の輪郭補正処理が施されて出力される。
【０１２５】
このようにして生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）は、一旦ＳＤＲＡＭ５６に加えられた後、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。
【０１２６】
圧縮／伸張処理部７８に加えられたＹ／Ｃ信号は、所定の圧縮処理が施された後、ＳＤＲＡＭ５６に格納される。
【０１２７】
ＣＰＵ５０は、このＳＤＲＡＭ５６に格納された圧縮画像データに対して所定の撮影情報（撮影時のシャッタ速度、絞り値、撮影感度、撮影モード等の撮影に関する諸情報）を付加した所定フォーマットの画像ファイル（たとえば、Ｅｘｉｆ形式の画像ファイル）を生成し、記録制御部８０を介して生成した画像ファイルをメモリカード８２に記録する。
【０１２８】
このようにして、メモリカード８２に記録された画像は、デジタルカメラ１０のモードを再生モードに設定することにより、液晶モニタ３４に再生表示することができる。すなわち、再生ボタン３２を押して、デジタルカメラ１０のモードを再生モードにすると、メモリカード８２に最後に記録された画像ファイルの圧縮画像データが読み出され、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。そして、圧縮／伸張処理部７８で非圧縮の画像信号とされた後、ＶＲＡＭ６０に加えられ、ＶＲＡＭ６０から表示制御部８４を介して液晶モニタ３４に出力される。これにより、メモリカード８２に記録されている画像が液晶モニタ３４に再生表示される。
【０１２９】
画像のコマ送りは、十字ボタン３０の左右のキーにて行われ、右キーが押圧操作されると、次の画像がメモリカード８２から読み出されて、液晶モニタ３４に再生表示される。また、左キーが押圧操作されると、一つ前の画像がメモリカード８２から読み出されて、液晶モニタ３４に再生表示される。
【０１３０】
以上説明したように、本実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、撮影により得られた画像信号に対して所要の階調変換処理を施して輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成した後、ハイライト領域の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理を施すことにより、ハイライト領域で目立つ偽輪郭の発生を防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１３１】
なお、上記実施の形態では、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素の色差信号に対してのみ偽輪郭抑圧処理（図９（ｂ）参照）を施すこととしているが、全ての画素の色差信号に偽輪郭抑圧処理を施すようにしてもよい。この場合、画像全体の彩度が低下することから、レベル変換処理後の画像信号に対して所要の彩度補正処理を施すことが好ましい。なお、本例の場合、すなわち、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素の色差信号に対してのみ偽輪郭抑圧処理を施す場合においても、レベル変換処理後の画像信号に対して所要の彩度補正処理を施すようにしてもよい。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、色差信号に偽輪郭抑圧処理を施す際、図９（ｂ）に示すように、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲の場合は０値に、色差閾値−Ｔｈ以下の場合は、元の値に色差閾値Ｔｈ分を加算した値に、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合は元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算した値に、それぞれレベル変換しているが、図１０に示すように、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合のみレベル変換するようにしてもよい。すなわち、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下、又は、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合は、元の値のまま出力するようにしてもよい。
【０１３３】
なお、この場合、出力データが不連続になることから、上記実施の形態のように、色差閾値−Ｔｈ以下、及び、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合も所要のレベル変換処理を施すことが好ましい。
【０１３４】
また、上記実施の形態では、撮影により得られた画像信号すべてに対してレベル変換処理を行うようにしているが、（１）撮影モードなどの撮影時の各種条件や処理する画像信号の特性により、又は、（２）画像の彩度レベルに応じて、又は、（３）画像のテクスチャ（形状）に応じて、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。すなわち、画像によっては、偽輪郭が発生しても問題とならない場合があるので、このような場合は、レベル変換処理を行わず、無駄な画質劣化を防止する。
【０１３５】
以下、各種条件に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１３６】
まず、撮影条件により、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１３７】
一般に画像のノイズ量が多い場合には、偽輪郭は発生しても問題とならない。したがって、ノイズ量が多い場合や、ノイズ量が多くなるような撮影条件の場合は、レベル変換処理をＯＦＦにする。
【０１３８】
一方、ダイナミックレンジを拡大して階調豊か（コントラスト豊か）に撮影した場合には、偽輪郭が発生すると、画像の品質を著しく落とすこととなる。したがって、階調を豊かにするような撮影条件の場合は、レベル変換処理をＯＮにする。
【０１３９】
ノイズ量が多くなるような撮影条件としては、上記実施の形態のデジタルカメラ１０の場合、高感度撮影モードで撮影した場合が挙げられる。したがって、高感度撮影モードで撮影した場合はレベル変換処理をＯＦＦにする。
【０１４０】
また、上記実施の形態のデジタルカメラ１０の場合、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影すると、階調豊かな画像を撮影することができるので、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影した場合はレベル変換処理をＯＮにする。
【０１４１】
以下、撮影条件に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像信号を処理する手順について説明する。ここでは、特に高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦして、画像信号を処理する場合について説明する。
【０１４２】
図１１は、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャートである。
【０１４３】
本撮影が実行されると、まず、ＣＰＵ５０は、撮影時の条件情報を取得し（ステップＳ１０）、高感度撮影モードで撮影されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１４４】
ここで、高感度撮影モードで撮影されていると判定すると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理をＯＦＦに設定する（ステップＳ１２）。一方、高感度撮影モードで撮影されていないと判定すると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理をＯＮに設定する（ステップＳ１３）。
【０１４５】
この後、ＣＰＵ５０は、本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ１４）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ１５）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ１６）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ１７）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ１８）。
【０１４６】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理がＯＮに設定されているか否か判定する（ステップＳ１９）。そして、レベル変換処理がＯＮに設定されていると判定すると、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂをレベル変換回路７２ｇに加えて、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに所定のレベル変換処理を施させる（ステップＳ２０）。この後、レベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ２１）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ２２）。
【０１４７】
一方、レベル変換処理がＯＦＦに設定されていると判定すると、レベル変換処理は行わず、次の処理を実行させる。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加えて、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ２１）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ２２）。
【０１４８】
このように高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにすることにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。一方、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦしたとしても、偽輪郭は目立たないので、画像の品質が劣化することもない。
【０１４９】
なお、上記例は、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する場合について説明しているが、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＮにする場合も同様に、撮影時の設定モードに応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５０】
この他、階調変換特性によっても偽輪郭の目立ち具合が異なってくるので、階調変換特性に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像信号を処理するようにしてもよい。
【０１５１】
すなわち、レベル変換処理は、偽輪郭が目立つような画像（たとえば、階調豊かな画像等）が撮影される条件ではＯＮ、偽輪郭が目立たないような画像（たとえば、ノイズが多い画像等）が撮影される条件ではＯＦＦする。これにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５２】
また、偽輪郭が目立つような画像を生成するような制御条件ではＯＮ、偽輪郭が目立たないような画像を生成するような制御条件ではＯＦＦとしても、同様の効果を得ることができる。たとえば、感度を上げると、ノイズが増え、偽輪郭が目立たなくなるので、感度を上げるような制御を行った場合は、レベル変換処理をＯＦＦにする。また、階調豊かにすると（コントラストを拡大すると）、偽輪郭が目立つようになるので、階調豊かにするような制御を行った場合は、レベル変換処理をＯＮする。これにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５３】
なお、ユーザが任意にレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。たとえば、メニュー画面に表示されるメニュー項目の一つにレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える項目を用意し、ここでレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。また、専用のボタンをカメラ本体１２に設置して、ＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。
【０１５４】
次に、画像の彩度レベルに応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像を処理する場合について説明する。
【０１５５】
偽輪郭は、低彩度（グレー）のときに目立ちやすくなることから、一定以下の彩度レベルのときのみにレベル変換処理を行うようにする。
【０１５６】
このため、図１２に示すように、デジタル信号処理部７２には、撮影により得られた画像の彩度が、あらかじめ設定された彩度閾値以下か否かを判定する彩度判定回路７２ｋが備えられている。この彩度判定回路は、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを取り込んで、画像の彩度レベルを算出し、彩度閾値以下か否かを判定する。そして、この彩度判定回路７２ｋで画像の彩度レベルを算出し、彩度閾値以下と判定されると、レベル変換処理がＯＮ設定され、レベル変換回路７２ｇにて色差信号に所定のレベル変換処理が施される。
【０１５７】
図１３は、一定以下の彩度レベルのときにレベル変換処理ＯＮにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャートである。
【０１５８】
本撮影が実行されると、ＣＰＵ５０は、その本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ３０）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ３１）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ３２）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ３３）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ３４）。
【０１５９】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、生成された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを彩度判定回路７２ｋに加える。彩度判定回路７２ｋは、取り込んだ色差信号から画像の彩度レベルを検出し（ステップＳ３５）、検出された彩度レベルと、あらかじめ設定された彩度閾値とを比較する。そして、検出された画像の彩度レベルが彩度閾値以下か否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０１６０】
ここで、検出された彩度レベルが彩度閾値以下と判定すると、彩度判定回路７２ｋは、レベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理をＯＮに設定する。この後、ＣＰＵ５０は、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂをレベル変換回路７２ｇに加えて、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに所定のレベル変換処理を施させる（ステップＳ３７）。そして、そのレベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ３８）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ３９）。
【０１６１】
一方、検出された彩度レベルが彩度閾値を超えていると判定すると、彩度判定回路７２ｋは、レベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理をＯＦＦに設定する。この場合、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理は行わせず、次の処理を実行させる（レベル変換回路７２ｇは、入力値をそのまま出力値として出力する）。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加えて、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ３８）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ３９）。
【０１６２】
このように撮影により得られた画像の彩度レベルが規定レベル（彩度閾値）以下の場合についてのみ、レベル変換処理を行うことにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。
【０１６３】
なお、彩度閾値の設定は、ユーザが任意に行うことができるようにしてもよい。すなわち、メニュー画面に表示されるメニュー項目の一つに彩度閾値の設定項目を用意し、ここで彩度閾値の設定をユーザが行えるようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ５０はユーザが設定した彩度閾値を彩度判定回路７２ｋに設定する。
【０１６４】
次に、画像のテクスチャ（形状）に応じて、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１６５】
偽輪郭は、形状が平坦な時に目立ちやすいため、処理対象とする画素が平坦領域のときのみにレベル変換処理を行うようにする。
【０１６６】
このため、図１４に示すように、デジタルカメラ処理部７２には、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定するための形状判定回路７２ｍが備えられている。この形状判定回路７２ｍは、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙを取り込んで、信号解析し、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定する。そして、この形状判定回路７２ｍで処理対象とする画素が平坦領域にあると判定されると、輝度信号Ｙがレベル変換回路７２ｇに加えられる。レベル変換回路７２ｇは、入力された輝度信号Ｙの輝度レベルと輝度閾値とを比較し、入力された輝度信号の輝度レベルが輝度閾値以上と判定すると、その画素の色差信号に対してレベル変換処理を実行する。
【０１６７】
なお、平坦領域か否かを算出する方法としては、Ｎ×Ｍ領域にある画素に対して値の最大、最小レンジを算出する方法や、分散を算出する方法などがある。また、エッジが含まれているかどうかを検出する方法を用いることもできる。
【０１６８】
図１５は、処理対象とする画素が平坦領域にある場合にレベル変換処理を施す場合の処理手順を示すフローチャートである。
【０１６９】
本撮影が実行されると、ＣＰＵ５０は、その本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ５０）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ５１）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ５２）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ５３）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ５４）。
【０１７０】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、生成された輝度信号Ｙを形状判定回路７２ｍに加える。形状判定回路７２ｍは、取り込んだ輝度信号に基づいて処理対象とする画素の形状を解析し（ステップＳ５５）、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定する（ステップＳ５６）。
【０１７１】
ここで、処理対象とする画素が平坦領域にあると判定されると、輝度信号Ｙがレベル変換回路７２ｇに加えられる。レベル変換回路７２ｇは、入力された輝度信号Ｙの輝度レベルを検出し（ステップＳ５７）、検出した輝度レベルと輝度閾値とを比較する。そして、検出した輝度レベルが輝度閾値以上か否かを判定し（ステップＳ５８）、輝度閾値以上と判定すると、その画素の色差信号に対してレベル変換処理を実行する（ステップＳ５９）。この後、ＣＰＵ５０は、そのレベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ６０）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ６１）。
【０１７２】
一方、ステップＳ５６で処理対象とする画素が平坦領域にないと判定されると、その画素の色差信号については、レベル変換処理は行わせず、そのまま次の処理が実行される（レベル変換回路７２ｇは、入力値をそのまま出力値として出力する）。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂが色差マトリクス回路７２ｉに加えられ、所定の色調補正処理が施されるとともに（ステップＳ６０）、輝度信号Ｙが輪郭補正回路７２ｈに加えられ、所定の輪郭補正処理が施される（ステップＳ６１）。ステップＳ５８でその画素の輝度レベルが輝度閾値未満と判定された場合も同様にレベル変換処理は行わせず、そのまま次の処理が実行される。
【０１７３】
このように平坦領域にある画素についてのみレベル変換処理を行うことにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。
【０１７４】
なお、上記一連の実施の形態では、撮影条件や画像の彩度レベル、画像のテクスチャに応じて個別にレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしているが、これらの各種条件を複合して、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。
【０１７５】
また、上記実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。カメラ付き携帯電話機やデジタルビデオカメラ等の撮像機能を有する機器に適用することができるのはもちろんのこと、いわゆるＲＡＷ画像データ（撮像素子から出力された画像信号をデジタル化した画像データ）を現像処理する装置（ＲＡＷ画像データから輝度信号と色差信号を生成する装置）にも同様に適用することができる。ＲＡＷ画像データを現像処理する装置は、たとえば、所定の制御プログラムにより上記画像処理の機能をコンピュータに実現させることにより構成することができる。
【０１７６】
また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、本発明に係る画像処理機能を有するデジタル信号処理部をハードウェア回路で構成しているが、当該ハードウェア回路と同じ機能をソフトウェアで構成することもできる。
【０１７７】
また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、撮像素子としてＣＣＤを用いているが、撮像素子は、これに限定されるものではなく、この他、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す正面斜視図
【図２】本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す背面斜視図
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図４】ＡＧＣでアナログ画像信号が増幅される様子を示したグラフ
【図５】デジタル信号処理部の概略構成を示すブロック図
【図６】階調補正回路のガンマ変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図７】階調補正回路の前処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図８】階調補正回路の階調変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図９】レベル変換回路による入力レベルと出力レベルの関係を表すグラフ
【図１０】他の例のレベル変換回路による入力レベルと出力レベルの関係を表すグラフ
【図１１】高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャート
【図１２】デジタル信号処理部の他の例の概略構成を示すブロック図
【図１３】一定以下の彩度レベルのときにレベル変換処理ＯＮにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャート
【図１４】デジタル信号処理部の他の例の概略構成を示すブロック図
【図１５】処理対象とする画素が平坦領域にある場合にレベル変換処理を施す場合の処理手順を示すフローチャート
【図１６】階調変換特性を示すグラフ
【図１７】偽輪郭の発生メカニズムの説明図
【図１８】ダイナミックレンジを圧縮した場合の階調変換特性を示すグラフ
【符号の説明】
【０１７９】
１０…デジタルカメラ、１２…カメラ本体、１４…撮影レンズ、１８…シャッタボタン、３４…液晶モニタ、５０…ＣＰＵ、５２…操作部、５４…ＲＯＭ、５６…ＳＤＲＡＭ、５８…フラッシュメモリ、６０…ＶＲＡＭ、６２…ＣＣＤ、６４…ＣＣＤドライバ、６６…アナログ信号処理部、６８…Ａ／Ｄ変換器、７０…バス、７２…デジタル信号処理部、７２ａ…ホワイトバランスゲイン算出回路、７２ｂ…オフセット補正回路、７２ｃ…ゲイン補正回路、７２ｄ…階調補正回路、７２ｅ…ＲＧＢ補間演算回路、７２ｆ…ＲＧＢ／ＹＣ変換回路、７２ｇ…レベル変換回路、７２ｈ…輪郭補正回路、７２ｉ…色差マトリクス回路、７２ｊ…光源種別判定回路、７２ｋ…彩度判定回路、７２ｍ…形状判定回路、７４…ＡＦ検出部、７６…ＡＥ／ＡＷＢ検出部、７８…圧縮／伸張処理部、８０…記録制御部、８２…メモリカード、８４…表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置に係り、特に撮像素子で撮像された画像に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラでは、高品位の画像を得るために、撮影により得られた画像信号に対して階調補正や輪郭補正、色補正などの各種補正処理が施される。
【０００３】
しかし、画像によっては、階調補正の処理を行うと、高輝度領域に偽輪郭（色ムラ）が発生し、かえって品質を落とすという問題があった。すなわち、一般に階調変換は、図１６に示すように、入力の値が大きくなるに従って緩やかなるようにされているため、図１７に示すように、緩いグラデーション画像を撮影すると、高輝度側で偽輪郭が発生しやすくなる。特にダイナミックレンジを圧縮するために、階調変換特性を図１８のようにした場合には、さらに高輝度側で出力階調幅が狭くなり、より偽輪郭が発生しやすくなる。
【０００４】
この問題を解決するため、特許文献１では、画像の平坦領域に高周波のノイズを付加することで、偽輪郭を目立たなくする方法が提案されている。
【特許文献１】特開平９−３７２９９号公報
【特許文献２】特開平９−２１５０１２号公報
【特許文献３】特開平８−３１７４２５号公報
【特許文献４】特開２００５−２０２０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法は、ノイズを生成するための回路が別途必要になるという欠点がある。また、この処理のために負荷が増大するとともに、加えたノイズによって画質が劣化するという欠点もある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高品質な画像を得ることができる画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置において、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換手段を備えたことを特徴とする画像信号処理装置を提供する。
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号が０値にレベル変換される。これにより、偽輪郭の発生を効果的に防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レベル変換手段は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換され、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換され、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換される。これにより、出力信号が不連続になるのを効果的に防止でき、より高品質な画像を得ることができる。なお、このように全体的にレベル変換を行うと、彩度が低下することから、次工程で彩度調整を図ることが好ましい。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記検出手段で検出された画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を対象にレベル変換の処理が行われる。偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得手段と、前記撮影データ取得手段で取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定手段であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記レベル変換手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、偽輪郭が発生しやすい撮影条件、たとえば、高ダイナミックレンジ撮影や低感度撮影等の階調豊かな撮影条件やノイズの発生を抑制した撮影条件等で撮影された画像信号に対してのみレベル変換処理が行われる。これにより、高品質な画像を効率よく得ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、各画素の彩度を検出する彩度検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記彩度検出手段で検出された彩度が、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、各画素の彩度が検出され、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は低彩度（グレー）の領域で目立ちやすくなることから、低彩度領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、前記目的を達成するために、画像の平坦領域を検出する平坦領域検出手段を備え、前記レベル変換手段は、前記平坦領域検出手段で検出された平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置を提供する。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、画像の平坦領域が検出され、その平坦領域に属する画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は画像の形状（テクスチャ）なときに目立ちやすくなることから、画像の平坦領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、前記目的を達成するために、請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が組み込まれたことを特徴とする撮像装置を提供する。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が撮影装置に組み込まれる。これにより、撮影により、簡単に高品質な画像を得ることができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、前記目的を達成するために、画像信号を入力する画像信号入力機能と、入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施す階調変換処理機能と、階調変換処理された画像信号から輝度信号と色差信号を生成する輝度・色差信号生成機能と、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする画像信号処理プログラム。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号が０値にレベル変換される。これにより、偽輪郭の発生を効果的に防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、前記目的を達成するために、前記レベル変換機能は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２４】
請求項９に係る発明によれば、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換され、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換され、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換される。これにより、出力信号が不連続になるのを効果的に防止でき、より高品質な画像を得ることができる。なお、このように全体的にレベル変換を行うと、彩度が低下することから、次工程で彩度調整を図ることが好ましい。
【００２５】
請求項１０に係る発明は、前記目的を達成するために、前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出機能を備え、前記レベル変換機能は、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２６】
請求項１０に係る発明によれば、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を対象にレベル変換の処理が行われる。偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００２７】
請求項１１に係る発明は、前記目的を達成するために、入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得機能と、取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定機能であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定機能と、を備え、前記レベル変換機能は、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合にのみ前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００２８】
請求項１１に係る発明によれば、偽輪郭が発生しやすい撮影条件、たとえば、高ダイナミックレンジ撮影や低感度撮影等の階調豊かな撮影条件やノイズの発生を抑制した撮影条件等で撮影された画像信号に対してのみレベル変換処理が行われる。これにより、高品質な画像を効率よく得ることができる。
【００２９】
請求項１２に係る発明は、前記目的を達成するために、各画素の彩度を検出する彩度検出機能を備え、前記レベル変換機能は、彩度が低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００３０】
請求項１２に係る発明によれば、各画素の彩度が検出され、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は低彩度（グレー）の領域で目立ちやすくなることから、低彩度領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【００３１】
請求項１３に係る発明は、前記目的を達成するために、画像の平坦領域を検出する平坦領域検出機能を備え、前記レベル変換機能は、平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、８又は１０に記載の画像信号処理プログラムを提供する。
【００３２】
請求項１３に係る発明によれば、画像の平坦領域が検出され、その平坦領域に属する画素のみを対象にレベル変換処理が行われる。偽輪郭は画像の形状（テクスチャ）なときに目立ちやすくなることから、画像の平坦領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、より高品質な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置によれば、高品質な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明に係る画像信号処理装置、画像信号処理プログラム及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００３５】
図１、２は、それぞれ本発明が適用されたデジタルカメラ１０の外観構成を示す正面斜視図と背面斜視図である。
【００３６】
図１に示すように、矩形の箱状に形成されたカメラ本体１２の前面には、撮影レンズ１４、ストロボ１６等が設けられており、また、上面には、シャッタボタン１８、電源ボタン２０等が設けられている。
【００３７】
また、図２に示すように、カメラ本体１２の背面には、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作ボタン類、各種表示を行うための液晶モニタ３４等が設けられている。
【００３８】
また、図示されていないが、カメラ本体１２の底面には、メモリカードを装填するためのメモリカードスロット、バッテリを装填するためのバッテリ装填室等が開閉自在なカバーを介して設けられている。
【００３９】
このデジタルカメラ１０は、電源ＯＦＦの状態から電源ボタン２０を押すと、撮影モードの状態で起動し、撮影が可能になる。そして、この撮影モードの状態で再生ボタン３２を押すと、再生モードに移行し、メモリカードに格納されている画像の再生が可能になる。なお、電源ＯＦＦの状態で再生ボタン３２を押すと、デジタルカメラ１０は、再生モードの状態で起動する。そして、この再生モードの状態でシャッタボタン１８を押すと、撮影モードに移行し、撮影が可能になる。
【００４０】
また、撮影モードには、通常の撮影モードのほかに「高感度撮影モード」と「広ダイナミックレンジ撮影モード」を備えている。「高感度撮影モード」は、高感度で撮影するモードであり、「広ダイナミックレンジ撮影モード」は、高輝度の部分と低輝度の部分が存在する被写体を撮影するためのモードである。各モードの設定は、メニュー画面で行われ、ユーザは所要の操作を行って、所望の撮影モードに設定する。
【００４１】
本実施の形態のデジタルカメラ１０では、メニューボタン２４を押すと、メニュー画面が液晶モニタ３４に表示され、各種設定ができるようにされている。
【００４２】
図３は、デジタルカメラ１０の電気的構成を示すブロック図である。
【００４３】
同図３に示すように、デジタルカメラ１０の内部には、ＣＰＵ５０が設けられている。ＣＰＵ５０は、所定の制御プログラムを実行することにより、操作部（シャッタボタン１８、電源ボタン２０、ズームボタン２２、メニューボタン２４、キャンセルボタン２６、決定ボタン２８、十字ボタン３０、再生ボタン３２等の各種操作部材）５２から入力される操作信号に応じてデジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００４４】
ＲＯＭ５４には、このＣＰＵ５０が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データが記録されている。ＣＰＵ５０は、このＲＯＭ５４に記録された制御プログラムをＳＤＲＡＭ５６に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００４５】
なお、このＳＤＲＡＭ５６は、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、演算作業等の各種作業領域として利用される。
【００４６】
また、フラッシュメモリ５８は、ユーザ設定情報等の各種設定情報等の記録領域として利用され、ＶＲＡＭ６０は、液晶モニタ３４に表示させる画像データ専用の記録領域として利用される。
【００４７】
撮影レンズ１４は、ズーム機能を有するＡＦレンズで構成されており、図示しないレンズ駆動機構に駆動されて、ズーミング及びフォーカシングが行われる。この撮影レンズ１４には、図示しない絞りが組み込まれており、絞りは図示しない絞り駆動機構に駆動されて、絞り径が切り替えられる。ＣＰＵ５０は、図示しないレンズ制御部及び絞り制御部を介してレンズ駆動機構及び絞り駆動機構の駆動を制御し、撮影レンズ１４及び絞りの動作を制御する。
【００４８】
撮影レンズ１４の後段には、撮像素子として、カラーＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤ）６２が配置されている。ＣＣＤ６２は、周知のように多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えている。撮影レンズ１４を通過した被写体光は、このＣＣＤ６２の受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。
【００４９】
ＣＣＤ６２は、ＣＣＤドライバ６４から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４を制御して、ＣＣＤ６２の駆動を制御する。
【００５０】
なお、各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ６４から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。ＣＰＵ５０は、ＣＣＤドライバ６４に対して電荷蓄積時間を指示する。
【００５１】
また、画像信号の出力は、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると開始される。すなわち、デジタルカメラ１０が撮影モードにセットされると、液晶モニタ３４にスルー画像を表示するために、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると、一旦停止され、本撮影が終了すると、再度開始される。
【００５２】
ＣＣＤ６２から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、アナログ信号処理部６６に取り込まれる。
【００５３】
アナログ信号処理部６６は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）等を含んで構成されている。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅する。すなわち、デジタルカメラ１０が、通常撮影モードや広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、ＡＧＣは、画像信号を通常ゲイン（Ｇａ）で増幅し、デジタルカメラ１０が高感度撮影モードにセットされている場合は、画像信号を設定感度に応じて定められるゲインで増幅する。たとえば、ＩＳＯ４００モードでは、通常撮影モードの４倍のゲイン（４Ｇａ）で画像信号を増幅し、ＩＳＯ２００モードでは、通常モードの２倍のゲイン（２Ｇａ）で画像信号を増幅する。
【００５４】
図４は、ＡＧＣでアナログ画像信号が増幅される様子を示したグラフである。同図において、横軸は、ＣＣＤ６２から出力された画像信号のアナログ信号値を表し、縦軸は、ＡＧＣで出力されるアナログ信号値を表している。また、実線は、通常の撮影モード（ゲインＧａ）を表し、点線は、高感度撮影モード（ゲイン２Ｇａ）を表している。
【００５５】
図４に示すように、高感度撮影モードでは、被写体の高輝度部分（アナログ信号入力値の高い部分）が、出力の最大値を越えてしまい（飽和状態）、いわゆる白飛びとして再現される。
【００５６】
しかし、多くの主要被写体は、低〜中輝度であり、この部分を階調豊かに表現することができる。
【００５７】
このように、ゲインアップが行われると、撮影可能な被写体輝度の幅（ダイナミックレンジ）は減少してしまうが、その代わりに被写体の低〜中輝度部分を再現する階調の幅を広げることができる。
【００５８】
アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号はＡ／Ｄ変換器６８に取り込まれる。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換器６８は、取り込んだアナログの画像信号を所定ビット（本例では１０ビット）の階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換された１コマ分の画像信号は、バス７０を介してＳＤＲＡＭ５６に格納される。
【００６１】
バス７０には、上記ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５４、ＳＤＲＡＭ５６、フラッシュメモリ５８、ＶＲＡＭ６０、Ａ／Ｄ変換器６８のほか、デジタル信号処理部７２、ＡＦ検出部７４、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６、圧縮／伸張処理部７８、記録制御部８０、表示制御部８４等が接続されており、これらはバス７０を介して互いに情報の送受信できるようにされている。
【００６２】
ＳＤＲＡＭ５６に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）にデジタル信号処理部７２に取り込まれる。
【００６３】
デジタル信号処理部７２は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００６４】
図５は、このデジタル信号処理部７２の概略構成を示すブロック図である。
【００６５】
同図に示すように、デジタル信号処理部７２は、ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａ、オフセット補正回路７２ｂ、ゲイン補正回路７２ｃ、階調補正回路７２ｄ、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆ、レベル変換回路７２ｇ、輪郭補正回路７２ｈ、色差マトリクス回路７２ｉ、光源種別判定回路７２ｊ等を含んで構成されている。
【００６６】
ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａは、ホワイトバランス調整を行うために、後述するＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、ホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。
【００６７】
オフセット補正回路７２ｂは、黒色の被写体を撮影した場合に黒色が表現されるように、ＳＤＲＡＭ５６から点順次に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定のオフセット処理を施して、ゲイン補正回路７２ｃに出力する。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対してあらかじめ設定されたオフセット値を減算して出力する。
【００６８】
ゲイン補正回路７２ｃは、オフセット処理された画像信号を点順次に取り込み、ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａで算出されたゲイン値を用いてホワイトバランス調整を行って、階調補正回路７２ｄに出力する。
【００６９】
階調補正回路７２ｄは、ホワイトバランス調整された画像信号を点順次に取り込み、所定の階調変換処理を施して、ＲＧＢ補間回路７２ｅに出力する。すなわち、画像データをモニタに出力すると、モニタに入力された階調値とモニタが出力する階調値との間にズレが生じることから、このズレを補正するために、撮影により得られた画像信号に対して所定の階調変換処理（いわゆるガンマ補正処理）を施して、ＲＧＢ補間回路７２ｅに出力する。
【００７０】
図６に示すように、階調補正回路７２ｄには、上記のズレを補正するためのガンマ変換テーブルが、あらかじめ設けられている。階調補正回路７２ｄは、このガンマ変換テーブルに基づいて、点順次に入力された画像信号の入力階調値を変換する。
【００７１】
なお、デジタルカメラ１０が広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、所定の前処理が行われた後、上記のガンマ変換テーブルを用いた階調変換処理が行われる。以下、この前処理について説明する。
【００７２】
図７に示すように、階調補正回路７２ｄには、１００％モード、２００％モード、４００％モードの３つの階調変換テーブルが設けられている。階調補正回路７２ｄは、入力された画像のダイナミックレンジに応じて、この３つの階調変換テーブルの中から一つを選択し、選択した階調変換テーブルに基づいて、画像信号が持つ画素ごとの階調値を変換して、前処理を施す。
【００７３】
ここで、この前処理で用いる階調変換テーブルは、以下の手順で決定される。
【００７４】
まず、入力画像を１６分割し、各領域における輝度の平均値（輝度平均値）を算出する。そして、全１６領域での輝度平均値を比較することにより、輝度平均値の最大値を検出する。
【００７５】
階調補正回路７２ｄは、輝度平均値の最大値が、０〜２５５であるとき、すなわち被写体輝度が低いと判断される場合には、１００％モードを選択する。また、輝度平均値の最大値が、２５６〜５１１であるときには、２００％モードを選択し、５１２〜１０２３のときには、４００％モードを選択する。
【００７６】
図７に示すように、１００％モードでは、入力階調値に対して出力階調値が４倍になるように階調変換処理が施される（入力階調値が２５５のときに出力階調値が１０２３となるような直線を描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７７】
また、２００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれてなだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が５１１のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７８】
また、４００％モードでは、入力階調値が高くなるにつれて更になだらかなカーブを描く入出力特性にて階調変換される（入力階調値が１０２３のときに出力階調値が１０２３となるような非線形のカーブを描く入出力特性にて階調変換処理が施される。）。
【００７９】
このように、広ダイナミックレンジ撮影モードにセットされている場合、階調補正回路７２ｄに入力された画像信号は、まず、所定の階調変換テーブルによって階調変換処理（前処理）が施され、この前処理が施された画像信号が、ガンマ変換テーブルによって更に階調変換処理（ガンマ変換処理）が施される。これにより、１００％モード、２００％モード、４００％モードの各階調変換テーブルによって階調変換処理のなされた画像信号は最終的に、図８に示すように階調値が変換されて出力される。
【００８０】
このように階調補正回路７２ｄは、ホワイトバランス調整された画像信号に対して所定の階調補正処理を施す。
【００８１】
ＲＧＢ補間演算回路７２ｅは、階調変換処理されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号を補間演算して、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号を求める。すなわち、単板式の撮像素子の場合、各画素からは、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか一色の信号しか出力されないため、出力しない色を周囲の画素の色信号から補完演算により求める。たとえば、Ｒを出力する画素では、この画素位置におけるＧ、Ｂの色信号がどの程度になるかを周りの画素のＧ、Ｂ信号から補間演算により求める。
【００８２】
なお、このようにＲＧＢ補完演算は、単板式の撮像素子に特有のものなので、撮像素子１３４に三板式のものを用いた場合には不要となる。
【００８３】
ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆは、ＲＧＢ補間演算後のＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとを生成してレベル変換回路７２ｇに出力する。
【００８４】
レベル変換回路７２ｇは、階調変換に伴う偽輪郭（色ムラ）の発生を防止するため、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂのうち色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理を行う。すなわち、色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲（０値近傍範囲）に属する画素の色差信号を０値にレベル変換する。この偽輪郭は、特に階調が軟調化する高輝度側で目立ちやすくなるため、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素の色差信号についてのみ実施する。
【００８５】
以下、このレベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理について説明する。
【００８６】
上記のように、レベル変換処理は、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素の色差信号についてのみ実施する。
【００８７】
図５に示すように、レベル変換回路７２ｇには、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂと点順次に入力される。
【００８８】
レベル変換回路７２ｇは、まず、点順次に入力される輝度信号Ｙと、あらかじめ設定された輝度閾値ＹＴＨとを比較する。輝度閾値ＹＴＨは、ハイライトの基準となる閾値であり、この輝度閾値ＹＴＨ以上のレベルがハイライトとして認定される。
【００８９】
入力された画素の輝度信号Ｙが、この輝度閾値ＹＴＨ未満の場合、レベル変換回路７２ｇは、図９（ａ）に示すように、その画素の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して通常処理を実施する。すなわち、入力値と同値にレベル変換して出力する。
【００９０】
一方、入力された画素の輝度信号Ｙが、輝度閾値ＹＴＨ以上の場合、レベル変換回路７２ｇは、図９（ｂ）に示すように、その画素の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して抑圧処理を実施する。すなわち、その画素の色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下の範囲に属する場合は、元の値（入力信号レベル）に色差閾値Ｔｈ分を加算してレベル変換する。また、色差閾値＋Ｔｈ以上の範囲に属する場合は、元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算してレベル変換する。
【００９１】
このように、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換することにより、偽輪郭の発生を効果的に防止することができる。特に偽輪郭はハイライトの領域（高輝度領域）で目立ちやすくなることから、本例のように、ハイライト領域のみを対象にレベル変換処理を行うことにより、高品質な画像を得ることができる。
【００９２】
なお、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲は、無彩色の範囲、すなわち０値近傍に設定することが好ましい。具体的には、色差信号の最大値の数％に設定することが好ましく、さらに好ましくは、色差信号の分解能の最小レベルに設定する（たとえば、色差信号の分解能が１２８レベルならＴｈ＝１とし、−１〜＋１の範囲に設定する。）。
【００９３】
なお、必ずしも、閾値の上限値と下限値を同じ値にする必要はない。すなわち、たとえば、色差信号の分解能が１２８レベルにおいて、−Ｔｈ＝−１、＋Ｔｈ＝＋２と設定してもよい。
【００９４】
レベル変換回路７２ｇでレベル変換処理が施された色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路７２ｉに取り込まれる。色差マトリクス回路７２ｉは、レベル変換処理後の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対し、所定の色差マトリクス（Ｃ−ＭＴＸ）を乗算して色調補正を行う。すなわち、色差マトリクス回路７２ｉには、光源対応の色差マトリクスが複数種類設けられており、光源種別判定回路７２ｊが求めた光源種に応じて、使用する色差マトリクスを切り替え、この切り替え後の色差マトリクスを入力された色差信号Ｃｒ、Ｃｂに乗算し、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色調補正する。
【００９５】
光源種別判定回路７２ｊは、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値を取り込み、光源種を判定して、色差マトリクス回路７２ｉに色差マトリクス選択信号を出力する。
【００９６】
また、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙは、輪郭補正回路７２ｈに取り込まれ、輪郭補正回路７２ｈは、取り込んだ輝度信号Ｙに対して所定の輪郭補正処理を行う。
【００９７】
以上のようにしてデジタル信号処理部７２は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００９８】
ＡＦ検出部７４は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＦ制御に必要な焦点評価値を算出する。このＡＦ検出部７４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及び、フォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、ＡＦ制御時、このＡＦ検出部７４から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置に撮影レンズ１４のフォーカスレンズを移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。
【００９９】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、ＣＰＵ５０の指令に従い、ＳＤＲＡＭ５６に取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込んでＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出する。すなわち、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、一画面を複数のエリア（たとえば、８×８＝６４エリア）に分割し、分割されたエリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を算出する。ＣＰＵ５０は、ＡＥ制御時、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、被写体の明るさ（測光値）を求めて、適正な露光量を得るための露出設定を行う。
【０１００】
また、ＣＰＵ５０は、ＡＷＢ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値をデジタル信号処理部７２のホワイトバランスゲイン算出回路７２ａ及び光源種別判定回路７２ｊに加える。
【０１０１】
ホワイトバランスゲイン算出回路７２ａは、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいてホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。
【０１０２】
また、光源種別判定回路７２ｊは、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６で算出された積算値に基づいて光源種を検出する。
【０１０３】
圧縮／伸張処理部７８は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。
【０１０４】
記録制御部８０は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、メモリカードスロットに装填されたメモリカード８２に対してデータの読み／書きを制御する。
【０１０５】
表示制御部８４は、ＣＰＵ５０からの指令に従い、液晶モニタ３４への表示を制御する。すなわち、ＣＰＵ５０からの指令に従い、入力された画像信号を液晶モニタ３４に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換して液晶モニタ３４に出力する。
【０１０６】
以上のように構成された本実施の形態のデジタルカメラ１０の作用は次のとおりである。
【０１０７】
電源スイッチ２０を押し、デジタルカメラ１０の電源を投入すると、デジタルカメラ１０は撮影モードの状態で起動する。
【０１０８】
上記のように、デジタルカメラ１０が、撮影モードの状態で起動すると、ＣＣＤ６２から画像信号の出力が開始され、液晶モニタ３４にスルー表示される。撮影者は、この液晶モニタ３４の表示を見て構図を決定し、シャッタボタン１８を半押しする。
【０１０９】
シャッタボタン１８が半押しされると、ＣＰＵ５０にＳ１ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ１ＯＮ信号の入力に応動して、撮影準備処理、すなわちＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢの各処理を実行する。
【０１１０】
まず、ＣＣＤ５０から出力された画像信号がアナログ信号処理部６６、Ａ／Ｄ変換器６８を介してＡＥ／ＡＷＢ検出部７６及びＡＦ検出部７４に加えられる。
【０１１１】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部７６は、入力された画像信号からＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値に基づき被写体輝度を算出し、適正露出を得るための撮影感度、絞り値、シャッタ速度等を決定する。また、ホワイトバランス補正のためにＡＥ／ＡＷＢ検出部７６から得られた積算値をデジタル信号処理部７２に加える。
【０１１２】
ＡＦ検出部７４は、入力された画像信号からＡＦ制御に必要な積算値を算出し、ＣＰＵ５０に出力する。ＣＰＵ５０は、このＡＦ検出部７４からの出力に基づき撮影レンズ１４を制御し、主要被写体に焦点を合わせる。
【０１１３】
撮影者は、液晶モニタ３４の表示を見て画角、ピント状態等を確認し、撮影実行を指示する。すなわち、シャッタボタン１８を全押しする。
【０１１４】
シャッタボタン１８が全押しされると、ＣＰＵ５０にＳ２ＯＮ信号が入力される。ＣＰＵ５０は、このＳ２ＯＮ信号に応動して、本撮影の処理を実行する。
【０１１５】
まず、上記ＡＥ制御の結果求めた絞り値、シャッタ速度でＣＣＤ６２を露光し、記録用の画像を撮像する。
【０１１６】
ＣＣＤ６２から出力された記録用の画像信号は、アナログ信号処理部６６で所要の信号処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器６８でデジタル信号に変換されてＳＤＲＡＭ５６に格納される。そして、ＳＤＲＡＭ５６からデジタル信号処理部７２に加えられる。
【０１１７】
デジタル信号処理部７２に取り込まれた画像信号は、黒色の被写体を撮影した場合に黒色が表現されるようにオフセット補正回路７２ｂで所定のオフセット処理が施される。
【０１１８】
オフセット処理された画像信号は、次いで、ゲイン補正回路７２ｃに加えられ、所定のゲイン値を用いてホワイトバランス調整が行われる。
【０１１９】
ホワイトバランス調整された画像信号は、次いで、階調補正回路７２ｄに加えられ、設定モードに応じて所定の階調変換処理が施される。
【０１２０】
階調変換処理された画像信号は、次いで、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅに加えられ、所定の補間演算が行われて、各画素位置におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の信号が求められる。
【０１２１】
ＲＧＢ補間演算後のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、次いで、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆに加えられ、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成される。
【０１２２】
生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、レベル変換回路７２ｇに加えられ、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理が行われる。すなわち、輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル（輝度閾値ＹＴＨ）以上の画素の色差信号について所定のレベル変換処理を施す。具体的には、図９（ｂ）に示すように、その画素の色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下の範囲に属する場合は、元の値（入力信号レベル）に色差閾値Ｔｈ分を加算してレベル変換する。また、色差閾値＋Ｔｈ以上の範囲に属する場合は、元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算してレベル変換する。これにより、ハイライト領域（高輝度領域）で目立つ偽輪郭の発生を防止できる。
【０１２３】
レベル変換回路７２ｇでレベル変換処理が施された色差信号Ｃｒ、Ｃｂは、色差マトリクス回路７２ｉに加えられ、所定の色調補正が施されて出力される。
【０１２４】
また、輝度信号Ｙは、輪郭補正回路７２ｈに加えられ、所定の輪郭補正処理が施されて出力される。
【０１２５】
このようにして生成された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）は、一旦ＳＤＲＡＭ５６に加えられた後、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。
【０１２６】
圧縮／伸張処理部７８に加えられたＹ／Ｃ信号は、所定の圧縮処理が施された後、ＳＤＲＡＭ５６に格納される。
【０１２７】
ＣＰＵ５０は、このＳＤＲＡＭ５６に格納された圧縮画像データに対して所定の撮影情報（撮影時のシャッタ速度、絞り値、撮影感度、撮影モード等の撮影に関する諸情報）を付加した所定フォーマットの画像ファイル（たとえば、Ｅｘｉｆ形式の画像ファイル）を生成し、記録制御部８０を介して生成した画像ファイルをメモリカード８２に記録する。
【０１２８】
このようにして、メモリカード８２に記録された画像は、デジタルカメラ１０のモードを再生モードに設定することにより、液晶モニタ３４に再生表示することができる。すなわち、再生ボタン３２を押して、デジタルカメラ１０のモードを再生モードにすると、メモリカード８２に最後に記録された画像ファイルの圧縮画像データが読み出され、圧縮／伸張処理部７８に加えられる。そして、圧縮／伸張処理部７８で非圧縮の画像信号とされた後、ＶＲＡＭ６０に加えられ、ＶＲＡＭ６０から表示制御部８４を介して液晶モニタ３４に出力される。これにより、メモリカード８２に記録されている画像が液晶モニタ３４に再生表示される。
【０１２９】
画像のコマ送りは、十字ボタン３０の左右のキーにて行われ、右キーが押圧操作されると、次の画像がメモリカード８２から読み出されて、液晶モニタ３４に再生表示される。また、左キーが押圧操作されると、一つ前の画像がメモリカード８２から読み出されて、液晶モニタ３４に再生表示される。
【０１３０】
以上説明したように、本実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、撮影により得られた画像信号に対して所要の階調変換処理を施して輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成した後、ハイライト領域の色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対して所定のレベル変換処理を施すことにより、ハイライト領域で目立つ偽輪郭の発生を防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【０１３１】
なお、上記実施の形態では、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素の色差信号に対してのみ偽輪郭抑圧処理（図９（ｂ）参照）を施すこととしているが、全ての画素の色差信号に偽輪郭抑圧処理を施すようにしてもよい。この場合、画像全体の彩度が低下することから、レベル変換処理後の画像信号に対して所要の彩度補正処理を施すことが好ましい。なお、本例の場合、すなわち、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素の色差信号に対してのみ偽輪郭抑圧処理を施す場合においても、レベル変換処理後の画像信号に対して所要の彩度補正処理を施すようにしてもよい。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、色差信号に偽輪郭抑圧処理を施す際、図９（ｂ）に示すように、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲の場合は０値に、色差閾値−Ｔｈ以下の場合は、元の値に色差閾値Ｔｈ分を加算した値に、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合は元の値から色差閾値Ｔｈ分を減算した値に、それぞれレベル変換しているが、図１０に示すように、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合のみレベル変換するようにしてもよい。すなわち、入力された色差信号のレベルが、色差閾値−Ｔｈから＋Ｔｈの範囲に属する場合は０値にレベル変換し、色差閾値−Ｔｈ以下、又は、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合は、元の値のまま出力するようにしてもよい。
【０１３３】
なお、この場合、出力データが不連続になることから、上記実施の形態のように、色差閾値−Ｔｈ以下、及び、色差閾値＋Ｔｈ以上の場合も所要のレベル変換処理を施すことが好ましい。
【０１３４】
また、上記実施の形態では、撮影により得られた画像信号すべてに対してレベル変換処理を行うようにしているが、（１）撮影モードなどの撮影時の各種条件や処理する画像信号の特性により、又は、（２）画像の彩度レベルに応じて、又は、（３）画像のテクスチャ（形状）に応じて、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。すなわち、画像によっては、偽輪郭が発生しても問題とならない場合があるので、このような場合は、レベル変換処理を行わず、無駄な画質劣化を防止する。
【０１３５】
以下、各種条件に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１３６】
まず、撮影条件により、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１３７】
一般に画像のノイズ量が多い場合には、偽輪郭は発生しても問題とならない。したがって、ノイズ量が多い場合や、ノイズ量が多くなるような撮影条件の場合は、レベル変換処理をＯＦＦにする。
【０１３８】
一方、ダイナミックレンジを拡大して階調豊か（コントラスト豊か）に撮影した場合には、偽輪郭が発生すると、画像の品質を著しく落とすこととなる。したがって、階調を豊かにするような撮影条件の場合は、レベル変換処理をＯＮにする。
【０１３９】
ノイズ量が多くなるような撮影条件としては、上記実施の形態のデジタルカメラ１０の場合、高感度撮影モードで撮影した場合が挙げられる。したがって、高感度撮影モードで撮影した場合はレベル変換処理をＯＦＦにする。
【０１４０】
また、上記実施の形態のデジタルカメラ１０の場合、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影すると、階調豊かな画像を撮影することができるので、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影した場合はレベル変換処理をＯＮにする。
【０１４１】
以下、撮影条件に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像信号を処理する手順について説明する。ここでは、特に高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦして、画像信号を処理する場合について説明する。
【０１４２】
図１１は、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャートである。
【０１４３】
本撮影が実行されると、まず、ＣＰＵ５０は、撮影時の条件情報を取得し（ステップＳ１０）、高感度撮影モードで撮影されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１４４】
ここで、高感度撮影モードで撮影されていると判定すると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理をＯＦＦに設定する（ステップＳ１２）。一方、高感度撮影モードで撮影されていないと判定すると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理をＯＮに設定する（ステップＳ１３）。
【０１４５】
この後、ＣＰＵ５０は、本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ１４）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ１５）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ１６）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ１７）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ１８）。
【０１４６】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理がＯＮに設定されているか否か判定する（ステップＳ１９）。そして、レベル変換処理がＯＮに設定されていると判定すると、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂをレベル変換回路７２ｇに加えて、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに所定のレベル変換処理を施させる（ステップＳ２０）。この後、レベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ２１）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ２２）。
【０１４７】
一方、レベル変換処理がＯＦＦに設定されていると判定すると、レベル変換処理は行わず、次の処理を実行させる。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加えて、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ２１）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ２２）。
【０１４８】
このように高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにすることにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。一方、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦしたとしても、偽輪郭は目立たないので、画像の品質が劣化することもない。
【０１４９】
なお、上記例は、高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する場合について説明しているが、広ダイナミックレンジ撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＮにする場合も同様に、撮影時の設定モードに応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５０】
この他、階調変換特性によっても偽輪郭の目立ち具合が異なってくるので、階調変換特性に応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像信号を処理するようにしてもよい。
【０１５１】
すなわち、レベル変換処理は、偽輪郭が目立つような画像（たとえば、階調豊かな画像等）が撮影される条件ではＯＮ、偽輪郭が目立たないような画像（たとえば、ノイズが多い画像等）が撮影される条件ではＯＦＦする。これにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５２】
また、偽輪郭が目立つような画像を生成するような制御条件ではＯＮ、偽輪郭が目立たないような画像を生成するような制御条件ではＯＦＦとしても、同様の効果を得ることができる。たとえば、感度を上げると、ノイズが増え、偽輪郭が目立たなくなるので、感度を上げるような制御を行った場合は、レベル変換処理をＯＦＦにする。また、階調豊かにすると（コントラストを拡大すると）、偽輪郭が目立つようになるので、階調豊かにするような制御を行った場合は、レベル変換処理をＯＮする。これにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。
【０１５３】
なお、ユーザが任意にレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。たとえば、メニュー画面に表示されるメニュー項目の一つにレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える項目を用意し、ここでレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。また、専用のボタンをカメラ本体１２に設置して、ＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようにしてもよい。
【０１５４】
次に、画像の彩度レベルに応じてレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて画像を処理する場合について説明する。
【０１５５】
偽輪郭は、低彩度（グレー）のときに目立ちやすくなることから、一定以下の彩度レベルのときのみにレベル変換処理を行うようにする。
【０１５６】
このため、図１２に示すように、デジタル信号処理部７２には、撮影により得られた画像の彩度が、あらかじめ設定された彩度閾値以下か否かを判定する彩度判定回路７２ｋが備えられている。この彩度判定回路は、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを取り込んで、画像の彩度レベルを算出し、彩度閾値以下か否かを判定する。そして、この彩度判定回路７２ｋで画像の彩度レベルを算出し、彩度閾値以下と判定されると、レベル変換処理がＯＮ設定され、レベル変換回路７２ｇにて色差信号に所定のレベル変換処理が施される。
【０１５７】
図１３は、一定以下の彩度レベルのときにレベル変換処理ＯＮにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャートである。
【０１５８】
本撮影が実行されると、ＣＰＵ５０は、その本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ３０）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ３１）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ３２）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ３３）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ３４）。
【０１５９】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、生成された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを彩度判定回路７２ｋに加える。彩度判定回路７２ｋは、取り込んだ色差信号から画像の彩度レベルを検出し（ステップＳ３５）、検出された彩度レベルと、あらかじめ設定された彩度閾値とを比較する。そして、検出された画像の彩度レベルが彩度閾値以下か否かを判定する（ステップＳ３６）。
【０１６０】
ここで、検出された彩度レベルが彩度閾値以下と判定すると、彩度判定回路７２ｋは、レベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理をＯＮに設定する。この後、ＣＰＵ５０は、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂをレベル変換回路７２ｇに加えて、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに所定のレベル変換処理を施させる（ステップＳ３７）。そして、そのレベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ３８）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ３９）。
【０１６１】
一方、検出された彩度レベルが彩度閾値を超えていると判定すると、彩度判定回路７２ｋは、レベル変換回路７２ｇによるレベル変換処理をＯＦＦに設定する。この場合、ＣＰＵ５０は、レベル変換処理は行わせず、次の処理を実行させる（レベル変換回路７２ｇは、入力値をそのまま出力値として出力する）。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加えて、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ３８）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ３９）。
【０１６２】
このように撮影により得られた画像の彩度レベルが規定レベル（彩度閾値）以下の場合についてのみ、レベル変換処理を行うことにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。
【０１６３】
なお、彩度閾値の設定は、ユーザが任意に行うことができるようにしてもよい。すなわち、メニュー画面に表示されるメニュー項目の一つに彩度閾値の設定項目を用意し、ここで彩度閾値の設定をユーザが行えるようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ５０はユーザが設定した彩度閾値を彩度判定回路７２ｋに設定する。
【０１６４】
次に、画像のテクスチャ（形状）に応じて、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明する。
【０１６５】
偽輪郭は、形状が平坦な時に目立ちやすいため、処理対象とする画素が平坦領域のときのみにレベル変換処理を行うようにする。
【０１６６】
このため、図１４に示すように、デジタルカメラ処理部７２には、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定するための形状判定回路７２ｍが備えられている。この形状判定回路７２ｍは、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで生成された輝度信号Ｙを取り込んで、信号解析し、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定する。そして、この形状判定回路７２ｍで処理対象とする画素が平坦領域にあると判定されると、輝度信号Ｙがレベル変換回路７２ｇに加えられる。レベル変換回路７２ｇは、入力された輝度信号Ｙの輝度レベルと輝度閾値とを比較し、入力された輝度信号の輝度レベルが輝度閾値以上と判定すると、その画素の色差信号に対してレベル変換処理を実行する。
【０１６７】
なお、平坦領域か否かを算出する方法としては、Ｎ×Ｍ領域にある画素に対して値の最大、最小レンジを算出する方法や、分散を算出する方法などがある。また、エッジが含まれているかどうかを検出する方法を用いることもできる。
【０１６８】
図１５は、処理対象とする画素が平坦領域にある場合にレベル変換処理を施す場合の処理手順を示すフローチャートである。
【０１６９】
本撮影が実行されると、ＣＰＵ５０は、その本撮影により得られた画像信号をデジタル信号処理部７２に加える。そして、オフセット補正回路７２ｂでオフセット処理（ステップＳ５０）、ゲイン補正回路７２ｃでホワイトバランス調整（ステップＳ５１）、階調補正回路７２ｄで階調変換処理（ステップＳ５２）、ＲＧＢ補間演算回路７２ｅでＲＧＢ補間演算（ステップＳ５３）を行わせ、ＲＧＢ／ＹＣ変換回路７２ｆで輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成させる（ステップＳ５４）。
【０１７０】
輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂが生成されると、ＣＰＵ５０は、生成された輝度信号Ｙを形状判定回路７２ｍに加える。形状判定回路７２ｍは、取り込んだ輝度信号に基づいて処理対象とする画素の形状を解析し（ステップＳ５５）、処理対象とする画素が平坦領域にあるか否かを判定する（ステップＳ５６）。
【０１７１】
ここで、処理対象とする画素が平坦領域にあると判定されると、輝度信号Ｙがレベル変換回路７２ｇに加えられる。レベル変換回路７２ｇは、入力された輝度信号Ｙの輝度レベルを検出し（ステップＳ５７）、検出した輝度レベルと輝度閾値とを比較する。そして、検出した輝度レベルが輝度閾値以上か否かを判定し（ステップＳ５８）、輝度閾値以上と判定すると、その画素の色差信号に対してレベル変換処理を実行する（ステップＳ５９）。この後、ＣＰＵ５０は、そのレベル変換処理された色差信号Ｃｒ、Ｃｂを色差マトリクス回路７２ｉに加え、所定の色調補正処理を施させるとともに（ステップＳ６０）、輝度信号Ｙを輪郭補正回路７２ｈに加えて、所定の輪郭補正処理を施させる（ステップＳ６１）。
【０１７２】
一方、ステップＳ５６で処理対象とする画素が平坦領域にないと判定されると、その画素の色差信号については、レベル変換処理は行わせず、そのまま次の処理が実行される（レベル変換回路７２ｇは、入力値をそのまま出力値として出力する）。すなわち、色差信号Ｃｒ、Ｃｂが色差マトリクス回路７２ｉに加えられ、所定の色調補正処理が施されるとともに（ステップＳ６０）、輝度信号Ｙが輪郭補正回路７２ｈに加えられ、所定の輪郭補正処理が施される（ステップＳ６１）。ステップＳ５８でその画素の輝度レベルが輝度閾値未満と判定された場合も同様にレベル変換処理は行わせず、そのまま次の処理が実行される。
【０１７３】
このように平坦領域にある画素についてのみレベル変換処理を行うことにより、無駄にレベル変換処理が施されて、画像の品質が劣化するのを有効に防止することができる。また、効率よく画像を処理することができる。
【０１７４】
なお、上記一連の実施の形態では、撮影条件や画像の彩度レベル、画像のテクスチャに応じて個別にレベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしているが、これらの各種条件を複合して、レベル変換処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしてもよい。
【０１７５】
また、上記実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。カメラ付き携帯電話機やデジタルビデオカメラ等の撮像機能を有する機器に適用することができるのはもちろんのこと、いわゆるＲＡＷ画像データ（撮像素子から出力された画像信号をデジタル化した画像データ）を現像処理する装置（ＲＡＷ画像データから輝度信号と色差信号を生成する装置）にも同様に適用することができる。ＲＡＷ画像データを現像処理する装置は、たとえば、所定の制御プログラムにより上記画像処理の機能をコンピュータに実現させることにより構成することができる。
【０１７６】
また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、本発明に係る画像処理機能を有するデジタル信号処理部をハードウェア回路で構成しているが、当該ハードウェア回路と同じ機能をソフトウェアで構成することもできる。
【０１７７】
また、上記実施の形態のデジタルカメラでは、撮像素子としてＣＣＤを用いているが、撮像素子は、これに限定されるものではなく、この他、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
【図１】本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す正面斜視図
【図２】本発明が適用されたデジタルカメラの外観構成を示す背面斜視図
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図
【図４】ＡＧＣでアナログ画像信号が増幅される様子を示したグラフ
【図５】デジタル信号処理部の概略構成を示すブロック図
【図６】階調補正回路のガンマ変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図７】階調補正回路の前処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図８】階調補正回路の階調変換処理における入力階調値と出力階調値の関係を表すグラフ
【図９】レベル変換回路による入力レベルと出力レベルの関係を表すグラフ
【図１０】他の例のレベル変換回路による入力レベルと出力レベルの関係を表すグラフ
【図１１】高感度撮影モードで撮影した場合にレベル変換処理をＯＦＦにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャート
【図１２】デジタル信号処理部の他の例の概略構成を示すブロック図
【図１３】一定以下の彩度レベルのときにレベル変換処理ＯＮにして、画像信号を処理する手順を示すフローチャート
【図１４】デジタル信号処理部の他の例の概略構成を示すブロック図
【図１５】処理対象とする画素が平坦領域にある場合にレベル変換処理を施す場合の処理手順を示すフローチャート
【図１６】階調変換特性を示すグラフ
【図１７】偽輪郭の発生メカニズムの説明図
【図１８】ダイナミックレンジを圧縮した場合の階調変換特性を示すグラフ
【符号の説明】
【０１７９】
１０…デジタルカメラ、１２…カメラ本体、１４…撮影レンズ、１８…シャッタボタン、３４…液晶モニタ、５０…ＣＰＵ、５２…操作部、５４…ＲＯＭ、５６…ＳＤＲＡＭ、５８…フラッシュメモリ、６０…ＶＲＡＭ、６２…ＣＣＤ、６４…ＣＣＤドライバ、６６…アナログ信号処理部、６８…Ａ／Ｄ変換器、７０…バス、７２…デジタル信号処理部、７２ａ…ホワイトバランスゲイン算出回路、７２ｂ…オフセット補正回路、７２ｃ…ゲイン補正回路、７２ｄ…階調補正回路、７２ｅ…ＲＧＢ補間演算回路、７２ｆ…ＲＧＢ／ＹＣ変換回路、７２ｇ…レベル変換回路、７２ｈ…輪郭補正回路、７２ｉ…色差マトリクス回路、７２ｊ…光源種別判定回路、７２ｋ…彩度判定回路、７２ｍ…形状判定回路、７４…ＡＦ検出部、７６…ＡＥ／ＡＷＢ検出部、７８…圧縮／伸張処理部、８０…記録制御部、８２…メモリカード、８４…表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置において、
色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換手段を備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記レベル変換手段は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記検出手段で検出された画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得手段と、
前記撮影データ取得手段で取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定手段であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記レベル変換手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
各画素の彩度を検出する彩度検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記彩度検出手段で検出された彩度が、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
画像の平坦領域を検出する平坦領域検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記平坦領域検出手段で検出された平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が組み込まれたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
画像信号を入力する画像信号入力機能と、
入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施す階調変換処理機能と、
階調変換処理された画像信号から輝度信号と色差信号を生成する輝度・色差信号生成機能と、
色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像信号処理プログラム。
【請求項９】
前記レベル変換機能は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１０】
前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１１】
入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得機能と、
取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定機能であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定機能と、
を備え、前記レベル変換機能は、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合にのみ前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１２】
各画素の彩度を検出する彩度検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、彩度が低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１３】
画像の平坦領域を検出する平坦領域検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１】
入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施した後、輝度信号と色差信号を生成する画像信号処理装置において、
色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換手段を備えたことを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
前記レベル変換手段は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記検出手段で検出された画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得手段と、
前記撮影データ取得手段で取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定手段であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記レベル変換手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
各画素の彩度を検出する彩度検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記彩度検出手段で検出された彩度が、低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
画像の平坦領域を検出する平坦領域検出手段を備え、
前記レベル変換手段は、前記平坦領域検出手段で検出された平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像信号処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の画像信号処理装置が組み込まれたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
画像信号を入力する画像信号入力機能と、
入力された画像信号に対して所定の階調変換処理を施す階調変換処理機能と、
階調変換処理された画像信号から輝度信号と色差信号を生成する輝度・色差信号生成機能と、
色差信号のレベルが、無彩色として規定された範囲に属する画素の色差信号を０値にレベル変換するレベル変換機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする画像信号処理プログラム。
【請求項９】
前記レベル変換機能は、色差信号のレベルが、所定の無彩色の範囲として規定された閾値−Ａから＋Ｂの範囲に属する画素については０値にレベル変換し、閾値−Ａ以下の範囲に属する画素については、元の値にＡ加算してレベル変換し、閾値＋Ｂ以上の範囲に属する画素については、元の値からＢ減算してレベル変換することを特徴とする請求項８に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１０】
前記輝度信号のレベルが、ハイライトとして規定された規定レベル以上の画素を検出する検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、輝度信号のレベルが規定レベル以上の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１１】
入力された画像信号の撮影データを取得する撮影データ取得機能と、
取得した撮影データに基づいて前記レベル変換手段によるレベル変換処理の要否を判定する判定機能であって、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合に前記レベル変換手段によるレベル変換処理を不要と判定する判定機能と、
を備え、前記レベル変換機能は、偽輪郭が発生しやすい撮影条件として、あらかじめ規定された撮影条件で撮影されている場合にのみ前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１２】
各画素の彩度を検出する彩度検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、彩度が低彩度として規定された規定彩度以下の画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【請求項１３】
画像の平坦領域を検出する平坦領域検出機能を備え、
前記レベル変換機能は、平坦領域に属する画素のみを対象に前記レベル変換の処理を行うことを特徴とする請求項８、９又は１０に記載の画像信号処理プログラム。
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−１６０２９１（Ｐ２００８−１６０２９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４４０７（Ｐ２００６−３４４４０７）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]