CN101160954A - 摄影系统及影像信号处理程序 - Google Patents

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CN101160954A CNA2006800119476A CN200680011947A CN101160954A CN 101160954 A CN101160954 A CN 101160954A CN A2006800119476 A CNA2006800119476 A CN A2006800119476A CN 200680011947 A CN200680011947 A CN 200680011947A CN 101160954 A CN101160954 A CN 101160954A
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Abstract

本发明的摄影系统对由摄影单元(镜头系统100、光圈101、CCD102)拍摄到的图像的影像信号进行考虑到摄影状况的灰度转换处理。在第一实施方式中具有：判断上述图像的摄影状况的摄影状况判断部(108)；根据由该摄影状况判断部(108)所判断的摄影状况，来变更上述影像信号的信息量的信息量变更部(107)；以及根据使用由该信息量变更部(107)变更了信息量的影像信号而得到的灰度转换特性，来进行灰度转换处理的灰度转换部(110)。

Description

摄影系统及影像信号处理程序
技术领域
本发明涉及对影像信号进行灰度转换处理的摄影系统及影像信号处理程序，尤其涉及可考虑摄影状况来生成高品质的影像信号的摄影系统及影像信号处理程序。
背景技术
在当前的数字照相机或摄像机中，为了防止由数字信号处理的数位落差引起的画质劣化，相对于最终的输出信号的灰度范围(通常为8bit)，将输入和处理系统中信号的灰度范围(10～14bit左右)设定得更宽。在该情况下，需要进行灰度转换，使得与输出系统的灰度范围一致。以往，根据相对于标准场景固定的灰度特性进行转换。并且，还提出了一种要求与摄影场景相对应的灰度特性而适当地进行转换的方法。
例如，在日本特开2003-69821号公报中，公开了通过推定摄影状况来进行重视主要被摄体的灰度转换的例子。在上述例子中，同时公开了通过对所得到的灰度特性设置一定的限制来抑制噪声等副作用的例子。另外，还提出了按照每个区域独立地对影像信号进行灰度转换的方法。例如，在日本专利3465226号公报中，公开了根据纹理信息将影像信号分割成区域并对各区域适当地进行灰度转换的例子。
在以往的根据固定的灰度特性进行的灰度转换中，有在逆光等非标准的状态下不能得到适当的影像信号的问题。并且，在日本特开2003-69821号公报所示的方法中，由于根据一个灰度特性对一个影像信号进行灰度转换，因此有在明暗差较大的场景中不能得到充分的改善效果的问题。并且，在日本专利3465226号公报所示的方法中，由于根据按照每个区域独立的灰度特性进行灰度转换，因此即使在明暗比较大的场景中也可得到充分的改善效果，但由于暗部的灰度扩大，导致半色调的信息量减少，存在有时变为外观不自然的影像的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在对影像信号进行灰度转换处理的摄影系统中，能够根据摄影状况有效地生成高品质的影像信号的摄影系统及影像信号处理程序。
(1).为了实现上述目的，本发明提供一种摄影系统，其对由摄影单元拍摄到的图像的影像信号进行灰度转换处理，该摄影系统的特征在于，具有：判断上述图像的摄影状况的摄影状况判断单元；根据由该摄影状况判断单元所判断的摄影状况，来变更上述影像信号的信息量的信息量变更单元；以及根据使用由该信息量变更单元变更了信息量的影像信号而得到的灰度转换特性，来进行灰度转换处理的灰度转换单元。
发明(1)所涉及的实施方式，分别对应于图1～图13所示的第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式。该发明的摄影状况判断单元相当于图1、图3所示的摄影状况判断部108、图6、图7所示的摄影状况判断部1008、以及图11、图12所示的摄影状况判断部2008。并且，信息量变更单元相当于图1所示的信息量变更部107、图6、图9所示的信息量变更部1007、以及图11所示的信息量变更部2007a。并且，灰度转换单元相当于图1和图6所示的灰度转换部110、图11所示的灰度转换部2010。
发明(1)根据摄影状况变更影像信号的信息量，并根据使用变更了信息量的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理。根据该结构，可根据摄影状况的不同，例如根据是否是明暗差较大的摄影状况，进行取得了处理时间与图像的高品质化的平衡的、有效的灰度转换。
发明(2)，在发明(1)中，其特征在于，还具有摄影状况接受单元，其从用户接受拍摄上述图像时的摄影状况的设定，上述摄影状况判断单元根据由上述摄影状况接受单元所接受的摄影状况来判断上述图像的摄影状况。
该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式、或图11～图13所示的第三实施方式。该发明的摄影状况接受单元相当于图3、图11所示的外部I/F部114。并且，根据由上述摄影状况接受单元接受到的摄影状况来判断上述图像的摄影状况，是通过图3、图12(a)的摄影条件取得部200、整体推定部204、205来进行。
发明(2)取得由用户设定的摄影状况。根据该结构，通过使用由用户设定的摄影条件，能够高速地进行摄影条件的取得。
发明(3)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元根据上述影像信号判断摄影状况。该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式、或图11～图13所示的第三实施方式。该发明的根据影像信号判断摄影状况，是通过图3所示的整体推定部204、或图12所示的整体推定部205来进行。
发明(3)根据影像信号判断影像信号的摄影状况。根据该结构，由于根据影像信号判断摄影状况，因此即使在用户没有设定摄影状况的情况下，也能够进行摄影状况的判断。
发明(4)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元具有计算摄影时的对焦位置的对焦位置计算单元、和计算拍摄出的影像信号的亮度分布的亮度分布计算单元，并且，上述摄影状况判断单元根据由上述对焦位置计算单元计算出的对焦位置、和由上述亮度分布计算单元计算出的亮度分布，进行摄影状况的判断。
发明(4)的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式、或图11～图13所示的第三实施方式。发明(4)的对焦位置计算单元相当于图3、图12所示的对焦位置推定部201，亮度分布计算单元相当于图3、图12所示的被摄体分布推定部202。摄影状况的判断则通过图3所示的整体推定部204、或图12所示的整体推定部205来进行。
发明(4)通过对焦位置计算单元和亮度分布计算单元来判断影像信号的摄影状况。根据该结构，由于根据对焦位置和亮度分布来判断摄影状况，因此能够进行高精度的摄影状况的判断。
发明(5)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元具有计算摄影时的对焦位置的对焦位置计算单元、和计算拍摄出的影像信号的亮度分布的亮度分布计算单元，并且，上述摄影状况判断单元根据基于由上述对焦位置计算单元计算出的对焦位置进行的分类、和基于由上述亮度分布计算单元计算出的亮度分布进行的分类的组合，进行摄影状况的判断。
该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式、或图11～图13所示的第三实施方式。该发明的对焦位置计算单元相当于图3、图12的对焦位置推定部201，并且，亮度分布计算单元相当于被摄体分布推定部202。图3所示的整体推定部204、或图12所示的整体推定部205根据基于由上述对焦位置计算单元计算出的对焦位置进行的分类、和基于由上述亮度分布计算单元计算出的亮度分布进行的分类的组合，进行摄影状况的判断。
发明(5)根据基于对焦位置进行的分类、和基于亮度分布进行的分类的组合来判断影像信号的摄影状况。根据该结构，由于根据基于对焦位置和亮度进行的分类来判断摄影状况，因此能够进行高精度的摄影状况的判断。
发明(6)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元根据摄影时的快门速度、和拍摄出的图像的亮度与规定的阈值的比较结果判断摄影状况。该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式。该发明的摄影状况的判断，则通过图3所示的夜景推定部203和整体推定部204来进行。
发明(6)使用摄影时的快门速度和影像信号的亮度的信息来判断摄影状况。根据该结构，可通过快门速度和亮度来高精度地进行摄影状况的判断。
发明(7)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元具有：根据摄影时的快门速度、和拍摄出的图像的亮度与规定的阈值是否处于规定的关系来判断摄影状况的第一判断部；以及在由上述第一判断部进行判断后，根据摄影时的对焦位置和拍摄出的图像的亮度分布来进行摄影状况的判断的第二判断部，上述摄影状况判断单元通过上述第一判断部和上述第二判断部进行摄影状况的判断。
该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图5所示的第一实施方式。该发明的第一判断部分别相当于图3所示的夜景推定部203和整体推定部204。并且，第二判断部分别相当于图3所示的对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202、以及整体推定部204。并且，摄影状况的判断则通过图3所示的整体推定部204来进行。
发明(7)首先使用快门速度和亮度来判断摄影状况，然后使用对焦位置和亮度分布的信息来判断摄影状况。根据该结构，对于摄影状况，例如可先进行是否为夜景的判断，能够高效地进行摄影状况的判断。
发明(8)，在发明(1)中，其特征在于，上述信息量变更单元通过变更上述影像信号的分辨率来变更上述影像信号的信息量。该发明所涉及的实施方式，对应于图11～图13所示的第三实施方式。该发明的通过变更影像信号的分辨率来变更影像信号的信息量，是通过图11所示的信息量变更部2007a来进行。
发明(9)，在发明(8)中，其特征在于，具有灰度转换特性计算单元，其计算用于根据使用由上述信息量变更单元变更了分辨率后的影像信号而得到的灰度转换特性进行灰度转换的第一补正系数，并将该计算出的第一补正系数变更为与上述分辨率被变更前的影像信号的分辨率相对应的第二补正系数，上述灰度转换单元使用上述第二补正系数进行灰度转换。该发明所涉及的实施方式，对应于图11～图13所示的第三实施方式。该发明的灰度转换特性计算单元相当于图11所示的补正系数计算部2007b和补正系数修正部2007c。
发明(8)、(9)通过变更影像信号的分辨率来变更影像信号的信息量。根据该结构，由于变更影像信号的分辨率，因此能够有效地对数字影像信号进行灰度转换，得到高品质的影像信号。
发明(10)，在发明(1)中，其特征在于，上述信息量变更单元通过变更上述影像信号的比特长度来变更上述影像信号的信息量。该发明所涉及的实施方式，对应于图1～图10所示的第一实施方式、第二实施方式。该发明的通过变更影像信号的比特长度来变更影像信号的信息量，是通过图1所示的信息量变更部107、图6、图9所示的信息量变更部1007来进行。
发明(10)通过变更影像信号的比特长度来变更影像信号的信息量。根据该结构，由于变更影像信号的比特长度，因此能够有效地对数字影像信号进行灰度转换，得到高品质的影像信号。
发明(11)，在发明(1)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元对构成上述图像的多个区域的每个区域判断摄影状况，上述信息量变更单元根据该每个区域的摄影状况来变更分别与上述区域相对应的影像信号的信息量。该发明所涉及的实施方式，对应于图6～图10所示的第二实施方式。该发明的对构成图像的多个区域的每个区域判断摄影状况，是通过图7所示的特定色彩检测部300、暗部检测部301、区域推定部302、或图8所示的频率计算部303、区域推测部304来进行。根据该每个区域的摄影状况变更分别与上述区域相对应的影像信号的信息量，是通过图6所示的信息量变更部107来进行。
发明(11)按照每个区域判断摄影状况而变更影像信号的信息量。根据该结构，由于按照每个区域判断摄影状况，因此能够高精度地判断摄影状况，得到高品质的影像信号。
发明(12)，在发明(11)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元通过根据上述影像信号求出的颜色信息、或根据上述影像信号求出的亮度信息中的至少任意一个来判断摄影状况。该发明所涉及的实施方式，对应于图6～图10所示的第二实施方式。该发明的通过根据上述影像信号求出的颜色信息、或根据上述影像信号求出的亮度信息中的至少任意一个来判断摄影状况，是通过图7所示的特定色彩检测部300、暗部检测部301以及区域推定部302来进行。
发明(12)使用颜色信息或亮度信息来判断各区域的摄影状况。根据该结构，由于仅使用颜色信息或亮度信息，因此能够高速地进行区域的摄影状况的判断。
发明(13)，在发明(11)中，其特征在于，上述摄影状况判断单元根据在上述区域中空间频率的高频成分的量来判断该每个区域的摄影状况。该发明所涉及的实施方式，对应于图6～图10所示的第二实施方式。该发明的根据在上述区域中空间频率的高频成分的量来判断该每个区域的摄影状况，是通过图8所示的频率计算部303和区域推定部304来进行。
发明(13)使用频率信息来判断各个区域的摄影状况。根据该结构，通过使用图像的频率信息来进行摄影状况的判断，能够根据图像的特性来得到高品质的影像信号。
发明(14)，在发明(11)中，其特征在于，上述信息量变更单元根据上述每个区域的摄影状况，按照该每个区域变更分别与上述多个区域相对应的影像信号的比特长度，由此变更上述影像信号的信息量。该发明所涉及的实施方式，对应于图6～图10所示的第二实施方式。该发明的区域比特长度变更单元，相当于图6和图9所示的信息量变更部1007。
发明(14)按照每个区域变更影像信号的比特长度。根据该结构，由于变更影像信号的每个区域的比特长度，因此能够有效地对数字影像信号进行灰度转换，得到高品质的影像信号。
发明(15)，在发明(1)中，其特征在于，具有信息量变更处理回避单元，其控制上述信息量变更单元不进行处理。该发明所涉及的实施方式，分别对应于图1～图13所示的第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式。该发明的信息量变更处理回避单元相当于控制部113、控制部1013、控制部2013。根据该发明，能够根据状况不变更信息量而得到高品质的影像信号，并能够提高处理速度。
(16).为了实现上述目的，本发明的影像信号处理程序的特征在于，使计算机执行以下步骤：读入图像的影像信号的步骤；判断上述图像的摄影状况的步骤；根据上述判断出的摄影状况来变更上述影像信号的信息量的步骤；以及根据使用变更了上述信息量的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理的步骤。该发明所涉及的实施方式，对应于第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式。
(17).为了实现上述目的，本发明的影像信号处理程序的特征在于，使计算机执行以下步骤：读入图像的影像信号的步骤；对构成上述图像的多个区域的每个区域判断摄影状况的步骤；根据该每个区域的摄影状况来变更分别与上述每个区域相对应的影像信号的信息量的步骤；以及根据使用变更了上述信息量的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理的步骤。该发明所涉及的实施方式，对应于第二实施方式。
发明(16)、(17)通过程序使计算机实现影像信息处理。由此，可迅速且准确地执行高品质的影像信号处理。
根据本发明，能够提供一种在对影像信号进行灰度转换处理的摄影系统中，通过根据摄影状况使影像信号的信息量为可变而能够有效地得到高品质的影像信号的摄影系统。并且，能够得到一种可由计算机有效地生成高品质的影像信号的影像信号处理程序。
附图说明
图1是第一实施方式的构成图。
图2是第一实施方式中的评价测光用模式的说明图。
图3是第一实施方式中的摄影状况判断部的构成图。
图4是第一实施方式中的摄影场景推定的说明图。
图5是表示第一实施方式的处理步骤的流程图。
图6是第二实施方式的构成图。
图7是第二实施方式中的摄影状况判断部的构成图。
图8是第二实施方式中的摄影状况判断部的构成图。
图9是第二实施方式中的信息量变更部的构成图。
图10是表示第二实施方式的处理步骤的流程图。
图11是第三实施方式的构成图。
图12是第三实施方式中的摄影状况判断部的构成图。
图13是用于说明第三实施方式中的计算分辨率的方法的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是第一实施方式的构成图，图2是评价测光用分割模式的说明图，图3是摄影状况判断部的构成图，图4是根据AF信息和AE信息进行摄影场景推定的说明图，图5是表示摄影系统的处理步骤的流程图。
图1是第一实施方式的构成图，表示本发明的摄影系统10所具有的结构。通过镜头系统100、光圈101、CCD102拍摄到的图像被A/D104转换为数字信号。来自A/D104的被转换为数字信号的影像信号经由缓冲器105、信息量变更部107、信号处理部109、灰度转换部110以及压缩部111，被输入到存储卡等输出部112。测光评价部106与光圈101和CCD102连接，对焦点检测部115与AF电动机103连接。缓冲器105与信息量变更部107、测光评价部106以及对焦点检测部115连接。
摄影状况判断部108与信息量变更部107连接。控制部113与A/D104、测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部107、摄影状况判断部108、信号处理部109、灰度转换部110以及压缩部111双向连接，并统括各部的处理。并且，未图示的电源开关、快门按钮、具有用于进行摄影时的各种模式的切换的接口的外部I/F部114也与控制部113双向连接。
一边由安装在摄影系统10内的CPU根据存储在ROM等存储器中的影像信号处理程序向RAM等存储装置适当地读写所需的数据，一边进行通过控制部113、A/D104、测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部107、摄影状况判断部108、信号处理部109、灰度转换部110以及压缩部111进行的各个处理。
在图1中说明信号的流程。当用户通过外部I/F部114，设定摄影模式(例如自动拍摄、风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄等)、ISO灵敏度、快门速度、光圈等摄影条件时，通过控制部113存储所设定的摄影条件。控制部113将所设定的摄影条件传送给摄影状况判断部108。然后，通过用户半按下未图示的快门按钮，摄影系统10进行预拍摄。在进行预拍摄时，通过镜头系统100、光圈101、CCD102拍摄到的图像被A/D104量子化而转换为数字信号，作为影像信号传送给缓冲器105。在本实施方式中，被A/D104量子化为14bit。缓冲器105内的影像信号被传送给信息量变更部107、测光评价部106以及对焦点检测部115。
在测光评价部106中，加进所设定的ISO灵敏度、抖动临界的快门速度等来计算适宜曝光量，并控制光圈101、CCD102的快门速度等曝光条件。并且，测光评价部106计算用于计算表示亮度分布的后述AE信息的参数。在本实施方式中，作为用于计算AE信息的参数，使用将图像分割为多个区域时的各个区域的平均亮度水平a1～a13。
图2是评价测光用分割模式的说明图，并对用于计算本实施方式的AE信息的参数进行说明。如图2所示，将图像分割为多个(在本实施方式的例子中为13个)区域进行处理，从影像信号中提取与各个区域相对应的亮度水平，并在各个区域内计算亮度水平的平均值、即平均亮度水平a1～a13。
对焦点检测部115检测影像信号中的边缘强度，并控制驱动镜头系统100的AF电动机103而使其达到最大。并且，取得边缘强度最大时的镜头系统100的位置，作为对焦条件。
然后，当用户全按下未图示的快门按钮时，该信息通过外部I/F部114被输入到控制部113，摄影系统10进行本拍摄。在本拍摄中所拍摄的图像的影像信号与预拍摄相同地被传送到缓冲器105。本拍摄根据由测光评价部106求出的曝光条件、由对焦点检测部115求出的对焦条件而进行，曝光条件和对焦条件被传送到控制部113。
测光评价部106根据在本拍摄中所拍摄的图像的影像信号计算上述平均亮度水平a1～a13的值。缓冲器105内的影像信号被传送给信息量变更部107。控制部113将摄影条件、由测光评价部106求出的平均亮度水平a1～a13以及曝光条件、由对焦点检测部115求出的对焦条件，传送给摄影状况判断部108。
摄影状况判断部108根据所传送的摄影条件、平均亮度水平a1～a13、曝光条件以及对焦条件，对关于画面整体的摄影状况进行判断。判断出的摄影状况被传送给信息量变更部107。
信息量变更部107根据来自摄影状况判断部108的摄影状况的判断，通过比特移位(bit shift)等来变更从缓冲器105传送来的影像信号的画面整体的比特长度。例如，将比特长度从14bit变更为12bit。变更了比特长度的影像信号被传送给信号处理部109。信号处理部109根据控制部113的控制，对影像信号进行色彩转换处理和强调处理等，并传送给灰度转换部110。
灰度转换部110根据控制部113的控制，通过局部直方图平坦化等方法，按照每个像素或每个区域独立地改变灰度转换特性，进行灰度转换处理。在本实施方式中，使用由信息量变更部107变更了信息量后的影像信号计算灰度转换特性，对由信息量变更部107变更了信息量后的影像信号进行灰度转换处理。
例如，如上述专利文献2那样计算灰度转换的特性。最初，按照由信息量变更部107变更了信息量后的影像信号所表示的图像中的每个区域，根据与各个区域相对应的影像信号制作浓度直方图，计算该浓度直方图的浓度值的偏差情况。接着，按照该浓度值的偏差情况，确定左右该浓度直方图的平滑化程度的色调(clip)值。并且，利用该色调值对上述浓度直方图进行调色，并根据调色后的浓度直方图制作累积直方图。最后，将累积直方图设为浓度转换曲线，确定用于按照所输入的影像信号的每个像素或每个区域作用而进行灰度转换的补正系数，由此计算灰度转换的特性。
灰度转换处理后的影像信号被传送给压缩部111。压缩部111根据控制部113的控制进行压缩处理等，并将处理结果传送给输出部112。输出部112将影像信号记录保存于存储卡等记录媒体。
图3是表示摄影状况判断部108的构成的一例的构成图。摄影状况判断部108具有：摄影条件取得部200、对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202、夜景推定部203以及整体推定部204。控制部113与摄影条件取得部200、对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202以及夜景推定部203双向连接。并且，摄影条件取得部200、对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202以及夜景推定部203与整体推定部204连接。整体推定部204与信息量变更部107连接。
摄影条件取得部200取得表示由外部I/F部114所设定的摄影条件、例如摄影模式的种类(例如、自动拍摄、风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄)的信息。取得结果被传送给整体推定部204。
对焦位置推定部201从控制部113取得由对焦点检测部115所设定的对焦条件，根据对焦条件，计算表示从CCD102到焦点最合适的被摄体的位置的对焦位置。并且，得到对计算出的对焦位置进行了分类的AF信息。例如，得到将对焦位置分类为5m～∞(风景拍摄)、1m～5m(人物拍摄)、1m以下(特写拍摄)等的AF信息。分类结果被传送给整体推定部204。
被摄体分布推定部202取得作为参数计算出的平均亮度水平a1～a13，所述参数用于由测光评价部106计算AE信息。并且，根据所取得的平均亮度水平a1～a13计算表示亮度分布的AE信息。计算表示亮度分布的AE信息的方法多种多样，但在本实施方式中，使用(1)式所示的评价用参数S1～S3来表现AE信息，并通过计算评价用参数S1～S3来计算AE信息。被摄体分布推定部202将计算出的AE信息传送给整体推定部204。
S1＝|a2-a3|
S2＝max(|a4-a6|，|a4-a7|)
S 3 = max ( a 10 , a 11 ) - Σ i = 1 13 a i / 13 - - - ( 1 )
在(1)式中，max()是返回最大值的函数。评价用参数S1表示中央部的左右的亮度差，S2表示内周部的上侧中央与上侧左右的任意亮度差较大的一方，S3表示外周部的上侧左右的任意较大的一方与画面整体的平均亮度的差。
只要是表示亮度分布，则也可根据(1)式以外的数式计算AE信息。并且，用于计算AE信息的参数，也不局限于本实施方式的平均亮度水平a1～a13，也可在测光评价部106中根据影像信号计算平均亮度水平a1～a13以外的参数。例如，也可以不是根据亮度水平的平均而是根据分割图像而成的各个区域的亮度水平，将根据规定的算式计算的其他值设为参数。
在规定的长时间曝光、且画面整体的平均亮度水平在规定的阈值以下的情况下，夜景推定部203推定为拍摄到的图像是夜景的图像。夜景推定部203取得由测光评价部106求出的平均亮度水平a1～a13和曝光条件，推定为据此拍摄到的图像是夜景的图像。该推定结果被传送给整体推定部204。
最初，整体推定部204判断由摄影条件取得部200所取得的摄影模式是否为自动拍摄。并且，自动拍摄是指用户不特别指定被摄体状况而进行拍摄的摄影模式，是摄影系统10自动地推定被摄体状况而进行拍摄的模式。
整体推定部204根据由摄影条件取得部200所取得的摄影模式是否为自动拍摄，使用不同的方法来判断摄影状况。在判断为摄影模式是自动拍摄以外时，根据由摄影条件取得部200所取得的摄影模式来判断摄影状况。即，判断为由用户所设定的摄影模式是摄影状况。该判断结果被传送给信息量变更部107。
在本实施方式的摄影系统10中，作为摄影模式，除了自动拍摄以外，还具有风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄等的设定。摄影模式不局限于此。作为摄影系统10所具有的摄影模式，如果考虑各种被拍摄的被摄体的状况(摄影场景)，设定在各种状况的拍摄中被认为适合的ISO灵敏度、快门速度、光圈等的组合等，或者设定影像信号的处理内容，则也可以是其他摄影模式。
风景拍摄是意图拍摄风景的摄影模式。在风景拍摄的情况下，图像中的明暗差增大的情况较多，通过灰度转换处理使灰度较窄的暗部的灰度扩大，由此，半色调的信息量往往减小。为此，在风景拍摄的情况下，优选的是由信息量变更部107设定的比特长度较长。在本实施方式的例子中，在风景拍摄的情况下，信息量变更部107将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。
人物拍摄是意图拍摄人物的摄影模式。在人物拍摄的情况下，虽然与风景相比图像中的明暗差较小，但脸的灰度表现很重要。因此，在人物拍摄的情况下，虽然不需要风景拍摄程度的灰度，但为了确保某种程度的灰度，信息量变更部107将影像信号的信息量变更为灰度低于风景拍摄的12bit。
特写拍摄是意图近处拍摄被摄体的摄影模式。在特写拍摄的情况下，考虑到通用性，信息量变更部107将影像信号的信息量变更为12bit。
夜景拍摄是意图在黑暗中进行拍摄的摄影模式。在夜景拍摄的情况下，由于暗部较多，因此为了通过灰度转换处理扩大暗部的灰度，半色调的信息量往往减少。为此，在风景拍摄的情况下，优选的是由信息量变更部107设定的比特长度较长。在本实施方式的例子中，在风景拍摄的情况下，信息量变更部107将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。
闪光灯发光拍摄是意图使闪光灯发光并进行拍摄的摄影模式。在闪光灯发光拍摄的情况下，由于考虑到暗部较多，因此为了通过灰度转换处理扩大暗部的灰度，半色调的信息量往往减少。为此，在闪光灯发光拍摄的情况下，优选的是由信息量变更部107设定的比特长度较长。在本实施方式的例子中，在闪光灯发光拍摄的情况下，信息量变更部107将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。
以上，对如下例子进行了说明，即，由于在由A/D104进行量子化时得到了具有14bit信息量的影像信号，因此，在风景拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄中，将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit，但只要信息量变更部107变更影像信号的信息量，使得具有与各个摄影模式相对应的适当的信息量即可。例如，信息量变更部107也可在风景拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄中，将影像信号的信息量变更为12bit，在人物拍摄中，将影像信号的信息量变更为10bit。
接着，对由摄影条件取得部200所取得的摄影模式是自动拍摄的情况进行说明。在判断为由摄影条件取得部200所取得的摄影模式是自动拍摄时，整体推定部204根据来自对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202以及夜景推定部203的信息，进行摄影状况的判断。
在由夜景推定部203推定为拍摄到的图像是夜景的图像的情况下，整体推定部204将摄影状况判断为夜景拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。另一方面，在由夜景推定部203推定为拍摄到的图像是夜景的图像的情况下，整体推定部204使用来自对焦位置推定部201的AF信息、和来自被摄体分布推定部202的AE信息(评价用参数S1～S3)，判断摄影状况。
图4是表示由整体推定部204根据AF信息与AE信息的组合结果进行判断的摄影状况、和由信息量变更部107设定的比特长度的说明图。在整体推定部204中，根据评价用参数S3是否大于规定的阈值Th1、评价用参数S2是否大于规定的阈值Th2、评价用参数S1是否大于规定的阈值Th3，来对AE信息进行分类。
在AF信息为5m以上的情况下，整体推定部204将摄影状况判断为风景拍摄。并且，在评价用参数S3大于规定的阈值Th1的情况下，由于图2所示的a10或a11的上部区域高于画面整体的平均亮度，因此将摄影状况判断为上部存在余白的风景拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。由于考虑到这种风景的动态范围较宽，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。
另一方面，在虽然AF信息为5m以上、但评价用参数S3小于等于规定的阈值Th1的情况下，将摄影状况判断为上部没有余白或余白较少的风景拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。在这种情况下，考虑到主要被摄体是植物或建筑物，不怎么存在明暗差，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量例如变更为12bit。
接着，在AF信息为1m以上且小于5m的情况下，整体推定部204将摄影状况判断为人物拍摄。并且，在评价用参数S2大于规定的阈值Th2的情况下，如图2所示，由于存在上侧中央a4与上侧左右a6、a7的亮度差，因此判断为一个人的人物拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。在一个人的人物拍摄的情况下，虽然不需要灰度达到上部存在余白的风景拍摄的程度，但脸的灰度较为重要，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量例如变更为12bit。
另一方面，在虽然AF信息为1m以上且小于5m、但评价用参数S2小于等于规定的阈值Th2的情况下，判断为多个人的人物拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。在多个人的人物拍摄的情况下，由于脸往往较小，导致脸的灰度变得不那么重要，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量例如变更为10bit。
最后，在AF信息小于1m的情况下，整体推定部204将摄影状况判断为特写拍摄。并且，在评价用参数S1大于规定的阈值Th3的情况下，存在中央部左右的亮度差，判断为多个物体的特写拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。在多个物体的特写拍摄的情况下，由于多个物体的明暗差有时较大，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量例如变更为12bit。
另一方面，在虽然AF信息小于1m、但评价用参数S1小于等于规定的阈值Th3的情况下，判断为单一物体的特写拍摄，并将该信息传送给信息量变更部107。在单一物体的特写拍摄的情况下，由于考虑到与多个物体的特写拍摄的情况相比所需的明度差不大，因此，信息量变更部107将影像信号的信息量例如变更为10bit。
以上，对如下例子进行了说明，即，由于在由A/D104进行量子化时得到了具有14bit信息量的影像信号，因此，在上部存在余白的风景拍摄中，将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。但只要信息量变更部107变更影像信号的信息量，使得具有与各个摄影模式相对应的适当的信息量即可。例如，信息量变更部107也可在上部存在余白的风景拍摄中，将影像信号的信息量变更为12bit，在上部不存在余白(或余白较少)的风景拍摄、一个人的人物拍摄、多个物体的特写拍摄的情况下，将影像信号的信息量变更为10bit，在多个人的人物拍摄、单一物体的特写拍摄中，将影像信号的信息量变更为8bit。
根据上述结构，由于根据摄影状况来变更影像信号的比特长度，因此，即使是明暗差剧烈、或暗部较多的影像信号，也可通过增长比特长度，在进行了灰度转换处理后也可以在某种程度上保持半色调的信息，得到高品质的影像信号。并且，对于明暗差几乎不存在、暗部较少的影像信号，通过灰度转换处理，半色调的信息量几乎不减少，因此通过缩短比特长度，无需使用不需要的比特量的信号线，从而能够减小功耗。
如上所示，信息量变更部107通过根据摄影状况变更在某种摄影状况下的拍摄中所得到的影像信号的信息量，生成具有与摄影状况对应的适当的信息量的影像信号。由此，可在其后进行使用适于各个摄影状况的影像信号的处理。并且，为了得到具有与摄影状况相对应的信息量的影像信号，按照每次拍摄判断摄影状况，根据该摄影状况变更在一次拍摄中所得到的影像信号的信息量，因此无需具有用于进行多次拍摄来增加影像信号的信息量、或取得具有与摄影状况相对应的不同信息量的影像信号的特殊的摄像元素等。
并且，在上述图4的结构中，通过摄影时的AF信息和AE信息的组合来判断摄影状况。在本发明中，也可采用如下结构，即，取代图4的结构，利用将对焦位置和AE信息作为参数的预先设定的计算信息来进行计算，并使用该计算结果来判断摄影状况。
并且，在上述实施方式中，示出了在具有镜头系统100、光圈101、CCD102等摄影单元的摄影系统10中进行从拍摄图像开始的一系列处理的例子，但无需局限于该种结构。例如，也可采用如下结构，即，作为计算机的摄影系统10取得存在于外部的CCD等摄影单元所拍摄的图像信号而作为未处理状态的Raw数据，并且，取得拍摄时的信息(摄影条件)而作为标题信息(header information)，并通过上述测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部107、摄影状况判断部108、信号处理部109、灰度转换部110、压缩部111以及控制部113进行处理。
图5表示在本发明的第一实施方式中由摄影系统10进行的处理所涉及的流程图。在步骤S1中，读入图像的影像信号。在步骤S2中，通过摄影状况判断部108取得摄影状况。接着，在步骤S3中，通过信息量变更部107变更影像信号的比特长度。在步骤S4中，通过信号处理部109进行规定的信号处理。然后，在步骤S5中，通过灰度转换部110进行灰度转换处理。在步骤S6中，通过控制部113判断是否已对所有像素进行了处理，在该判断结果为否的情况下，返回到步骤S4的处理，对未处理的像素重复步骤S4～S6的循环处理，在对所有像素进行了处理而上述判断结果为是的情况下，处理结束。
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。图6是第二实施方式的构成图，图7、图8是摄影状况判断部的构成图，图9是信息量变更部的构成图，图10是表示第二实施方式的摄影系统的处理步骤的流程图。
图6是第二实施方式的构成图，表示本发明的摄影系统20所具有的结构。对与第一实施方式相同的结构标注相同的名称和符号。以下，主要对与第一实施方式的不同点进行说明。
通过镜头系统100、光圈101、CCD102拍摄到的图像被A/D104转换为数字信号。来自A/D104的已被转换为数字信号的影像信号经由缓冲器105、信息量变更部1007、信号处理部109、灰度转换部110以及压缩部111，被输入到存储卡等输出部112。
缓冲器105与测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部1007以及间除部500连接。间除部500与插值部501连接。插值部501与摄影状况判断部1008连接。摄影状况判断部1008与信息量变更部1007连接。控制部1013与测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部1007、摄影状况判断部1008、信号处理部109、灰度转换部110、压缩部111、间除部500以及插值部501双向连接，并统括各部的处理。
一边由安装在摄影系统20内的CPU根据存储在ROM等存储器中的影像信号处理程序，向RAM等存储装置适当地读写所需的数据，一边进行通过控制部1013、A/D104、测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部1007、摄影状况判断部1008、信号处理部109、灰度转换部110、压缩部111、间除部500以及插值部501进行的各个处理。
在图6中说明信号的流程。用户通过外部I/F部114全按下快门按钮来进行本拍摄，影像信号被传送给缓冲器105。缓冲器105内的影像信号被传送给间除部500。在间除部500中，影像信号被以规定间隔间除，并被传送给插值部501。
当由CCD102拍摄的图像为Bayer型的单板信号的情况下，间除部500将2×2像素作为基本模块单位进行间除。例如，在本实施例中，对于16×16像素，仅读入左上的2×2像素。由此，影像信号被缩小为(1/8)×(1/8)的尺寸。由此，在摄影系统20中，将拍摄到的图像分割为由16×16像素构成的多个区域来进行处理。对于由上述间除部500间除后的影像信号，插值部501在线性插值处理中生成RGB的三原色的影像信号，并将其传送给摄影状况判断部1008。
在摄影状况判断部1008中，根据来自插值部501的已被三原色化的信号，计算肤色、暗部、频率成分等信息。其后，根据上述信息对已被间除的影像信号进行标记(label)，并将该标记信息传送给信息量变更部1007。在影像信号被间除部500缩小为(1/8)×(1/8)的尺寸的情况下，对于原来的影像信号，在8×8的模块单位、即16×16像素单位的每个区域内进行标记。
信息量变更部1007根据来自摄影状况判断部1008的已被标记的信息，独立地变更从缓冲器105传送来的影像信号的每个区域的比特长度。变更了各个区域的比特长度的影像信号被传送给信号处理部109。信号处理部109根据控制部1013的控制，进行公知的色彩转换处理和强调处理等，并传送给灰度转换部110。
灰度转换部110根据控制部1013的控制，与上述第一实施方式相同，通过局部直方图平坦化等的方法，按照每个像素或每个区域独立地改变灰度转换特性而进行灰度转换处理。在本实施方式中，也是使用由信息量变更部1007变更了信息量后的影像信号来计算灰度转换特性，从而对由信息量变更部1007变更了信息量后的影像信号进行灰度转换处理。灰度转换处理后的影像信号被传送给压缩部111。压缩部111根据控制部1013的控制进行压缩处理等，并传送给输出部112。输出部112将影像信号记录保存到存储卡等记录媒体。
图7是表示摄影状况判断部1008的结构的一例的构成图。摄影状况判断部1008具有特定色彩检测部300、暗部检测部301以及区域推定部302。插值部501与特定色彩检测部300和暗部检测部301连接，特定色彩检测部300和暗部检测部301与区域推定部302连接。区域推定部302与信息量变更部1007连接。
控制部1013与特定色彩检测部300、暗部检测部301以及区域推定部302双向连接。特定色彩检测部300从插值部501读出RGB的三原色的影像信号，并将其转换为规定的色彩空间、例如(2)式所示的YCbCr空间的Cb、Cr信号。
Cb＝-0.16874R-0.33126G+0.50000B
Cr＝0.50000R-0.41869G-0.08131B    (2)
在(2)式中，R、G、B分别表示R的影像信号、G的影像信号、B的影像信号。计算出的色差信号Cb、Cr在2×2像素单位的基本模块中被平均化。对于基本模块内的色差信号Cb、Cr，通过规定的阈值处理而仅提取特定色彩区域。这里，特定色彩例如指肤色、天空色、绿色等。提取的结果是以2×2像素的模块单位对已被间除的三原色的影像信号进行标记，并传送给区域推定部302。就标记而言，例如对肤色区域附加1、对天空色区域附加2、对绿色区域附加3、对其他区域附加0。接着，暗部检测部301读出来自插值部501的RGB的三原色的影像信号，并将其转换为(3)式所示的亮度信号Y。
Y＝0.29900R+0.58700G+0.11400B    (3)
由(3)式计算出的亮度信号Y在2×2像素单位的基本模块中被平均化。对于基本模块内的亮度信号Y，将小于规定的阈值的区域作为暗部区域进行提取。其结果是以2×2像素的模块单位对已被间除的三原色的影像信号进行标记，并传送给区域推定部302。就标记而言，例如对暗部区域附加4、对其他区域附加0。
区域推定部302根据来自特定色彩检测部300和暗部检测部301的信息来附加标记信息。就标记信息而言，例如对肤色区域附加1、对天空色区域附加2、对绿色区域附加3、对暗部区域附加4、对肤色区域且暗部区域附加5、对天空色区域且暗部区域附加6、对绿色区域且暗部区域附加7、对其他区域附加0。将这些标记信息传送给信息量变更部1007。
并且，在本例子中，根据影像信号求出颜色信息和亮度信息，并使用颜色信息和亮度信息来判断摄影状况，但摄影状况的判断方法无需局限于此。例如，也可仅使用颜色信息或亮度信息来判断摄影信息。并且，也可根据影像信号求出颜色信息和亮度信息以外的其他信息来判断摄影状况。例如，如图8所示，也可根据影像信号求出频率信息，并使用频率信息来判断摄影状况。
图8是表示摄影状况判断部1008的结构的其他例子的构成图。摄影状况判断部1008包括频率计算部303和区域推定部304。插值部501与频率计算部303连接。频率计算部303与区域推定部304连接，区域推定部304与信息量变更部1007连接。控制部1013与频率计算部303和信息量变更部1007双向连接。
频率计算部303以规定的模块尺寸、例如8×8像素单位的模块，读出来自插值部501的RGB的三原色的影像信号。由此，在摄影系统20中，将拍摄到的图像分割为原来的图像中的由64×64像素构成的多个区域来进行处理。被读出的8×8像素单位的模块被DCT(Discrete CosineTransform；离散余弦转换)转换为频率成分。
根据上述频率成分求出各个模块的高频成分的量，并以模块单位传送给区域推定部304。区域推定部304将与高频成分的量成比例的标记，附加给与各个模块相对应的每个区域，并将该标记传送给信息量变更部1007。如上所示，区域推定部304根据每个区域的高频成分的量对各个区域的摄影状况进行判断，并进行标记。并且，向频率成分的转换无需局限于DCT，也可使用Fourier转换或Wavelet转换等任意的转换。
在本实施方式中，如上所示，由摄影状况判断部1008判断各个区域是否为肤色区域、天空色区域、绿色区域、暗部区域、肤色区域且暗部区域、天空色区域且暗部区域、绿色区域且暗部区域、其他区域，或者，通过求出各个区域的高频成分的量而对各个区域进行标记，由此按照每个区域来判断摄影状况。
图9是表示信息量变更部1007的结构的一例的构成图。信息量变更部1007包括区域分割部400、缓冲器A401、比特长度变更部402以及缓冲器B403。缓冲器105和摄影状况判断部1008与区域分割部400连接，区域分割部400与缓冲器A401连接。缓冲器A401与比特长度变更部402连接，比特长度变更部402与缓冲器B403连接。缓冲器B403与信号处理部109连接。控制部1013与区域分割部400和比特长度变更部402双向连接。
区域分割部400根据从摄影状况判断部1008传送来的标记信息，将缓冲器105内的影像信号分割为各个区域。将分割后的影像信号传送给缓冲器A401。比特长度变更部402通过利用比特移位等变更比特长度，来按照每个区域变更分割后的各个区域的影像信号的信息量。
例如，对于与被标记为暗部区域的区域相对应的影像信号，由于有时在灰度转换处理中暗部的灰度会扩大，因此优选的是比特长度较长。在本实施方式的例子中，对于与被标记为暗部区域的区域相对应的影像信号，信息量变更部1007将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。由于被标记为天空色区域的区域为较亮区域，因此，信息量变更部1007将与被标记为天空色区域的区域相对应的影像信号的信息量例如变更为10bit。考虑到通用性，信息量变更部1007将与被标记为既非暗部区域也非天空色区域的区域相对应的影像信号的信息量变更为12bit。
在利用高频成分的量进行标记的情况下，高频成分较多时所标记的区域多为较细的构造且有时明暗差较大，因此优选的是比特长度较长。在本实施方式的例子中，对于与被标记为暗部区域的区域相对应的影像信号，信息量变更部1007将影像信号的灰度维持在与由A/D104进行量子化时相同的14bit。考虑到通用性，信息量变更部1007将与被标记为高频成分较少时所标记的区域相对应的影像信号的信息量变更为12bit。
按照每个区域变更了比特长度的影像信号被传送给缓冲器B403，并从缓冲器B403传送给信号处理部109。
在本实施方式中，根据上述结构，根据摄影状况对与各个区域相对应的影像信号的比特长度进行变更，因此，即使是明暗差剧烈、或暗部较多的区域，也能够通过增长比特长度，在进行了灰度转换处理后也在某种程度上保持半色调的信息，并得到高品质的影像信号。并且，对于明暗差几乎不存在、且暗部较少的影像信号的区域，通过灰度转换处理，半色调的信息量几乎不减少，因此通过缩短比特长度，无需使用不需要的比特量的信号线，从而能够减小功耗。
并且，在上述实施例中，示出了由具有镜头系统100、光圈101、CCD102等摄影单元的摄影系统20进行从拍摄图像开始的一系列的处理的例子，但无需局限于该种结构。例如，也可采用如下结构，即，作为计算机的摄影系统20取得存在于外部的CCD等摄影单元所拍摄的图像的影像信号而作为未处理状态的Raw数据，并通过上述信息量变更部1007、摄影状况判断部1008、信号处理部109、灰度转换部110、压缩部111以及控制部1013进行处理。
图10表示在本发明的第二实施方式中由摄影系统20进行的处理所涉及的流程图。在步骤S1中，读入图像的影像信号。在步骤S2中，通过摄影状况判断部1008取得摄影状况。接着，在步骤S10中，通过信息量变更部1007分割影像信号的区域，并且，在步骤S3中，通过信息量变更部1007根据各个区域的摄影状况来变更与各个区域相对应的影像信号的比特长度。然后，在步骤S4中，通过信号处理部109进行规定的信号处理。
然后，在步骤S5中，通过灰度转换部110进行灰度转换处理。在步骤S11中，通过控制部1013来判断是否已对所有区域进行了处理，在该判断结果为否的情况下，返回到步骤S10的处理，并重复步骤S10、步骤S3～S5、步骤11的循环处理。在已对所有像素进行了处理而上述判断结果为是的情况下，处理结束。
接着，对本发明的第三实施方式进行说明。图11是第三实施方式的构成图，图12是摄影状况取得部的构成图，图13是用于说明计算分辨率的方法的说明图。在图11的构成图中，对与图1所示的第一实施方式、图6所示的第二实施方式相同的结构标注相同的名称和符号。以下，主要对与第一实施方式和第二实施方式的不同点进行说明。
通过镜头系统100、光圈101、CCD102拍摄到的影像被A/D104转换为数字信号。来自A/D104的信号经由缓冲器105、信号处理部109、灰度转换部201以及压缩部111，与存储卡等输出部112连接。测光评价部106与光圈101和CCD102连接。对焦点检测部115与AF电动机103连接。缓冲器105与测光评价部106连接。
摄影状况判断部2008与信息量变更部2007a连接。分辨率变更部2007a与补正系数计算部2007b连接，补正系数计算部2007b与补正系数修正部2007c连接。补正系数修正部2007c与灰度转换部2010连接。控制部2013与A/D104、测光评价部106、对焦点检测部115、信号处理部109、进行本发明的分辨率变更的信息量变更部2007a、补正系数计算部2007b、补正系数修正部2007c、摄影状况判断部2008、灰度转换部2010、压缩部111以及输出部112双向连接，并统括各部的处理。并且，未图示的电源开关、快门按钮、具有用于进行摄影时的各种模式的切换的接口的外部I/F部114也与控制部2013双向连接。
一边由安装在摄影系统30内的CPU根据存储在ROM等存储器中的影像信号处理程序，向RAM等存储装置适当地读写所需的数据，一边进行通过控制部2013、A/D104、测光评价部106、对焦点检测部115、信息量变更部2007a、补正系数计算部2007b、补正系数修正部2007c、摄影状况判断部2008、信号处理部109、灰度转换部2010以及压缩部111进行的各个处理。
在图11中说明信号的流程。在用户通过外部I/F部114设定摄影模式(例如自动拍摄、风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄等)、ISO灵敏度、快门速度、光圈等摄影条件时，由控制部2013存储所设定的摄影条件。控制部2013将所设定的摄影条件传送给摄影状况判断部2008。然后，通过用户半按下快门按钮，摄影系统30进行预拍摄。在进行预拍摄时，通过镜头系统100、光圈101、CCD102拍摄到的影像信号被A/D104量子化，并作为影像信号传送给缓冲器105。缓冲器105内的影像信号被传送给测光评价部106。
在测光评价部106中，与第一实施方式相同，对光圈101和CCD102的电子快门速度等进行控制，并且，计算用于计算AE信息的参数。并且，与第一实施方式相同，对焦点检测部115对驱动镜头系统100的AF电动机103进行控制，取得镜头系统100的位置而作为对焦条件。
然后，在用户全按下快门按钮时，该信息通过外部I/F部114被输入给控制部2013，摄影系统30进行本拍摄。在本拍摄中所拍摄的图像的影像信号与预拍摄相同，被传送给缓冲器105。根据由测光评价部106求出的曝光条件、和由对焦点检测部115求出的对焦条件来进行本拍摄，曝光条件和对焦条件被传送给控制部2013。
与第一实施方式相同，测光评价部106根据在本拍摄中所拍摄的图像的影像信号，计算平均亮度水平a1～a13的值。控制部2013将摄影条件、由测光评价部106求出的平均亮度水平a1～a13以及曝光条件、由对焦点检测部115求出的对焦条件，传送给摄影状况判断部2008。缓冲器105内的影像信号被传送给信号处理部109。信号处理部109根据控制部2013的控制，对影像信号进行色彩转换处理和强调处理等，并将所得到的影像信号传送给信息量变更部2007a、摄影状况取得部2008以及灰度转换部2010。
摄影状况判断部2008根据所传送的摄影条件、平均亮度水平a1～a13、曝光条件以及对焦条件来判断摄影状况。判断出的摄影状况被传送给信息量变更部2007a。信息量变更部2007a根据来自摄影状况判断部2008的摄影状况，对从缓冲器105传送来的影像信号的分辨率进行变更。变更了分辨率的影像信号被传送给补正系数计算部2007b。分辨率的变更可通过公知的各种方法来进行。例如，如下所示地进行分辨率的变更。在将分辨率变更为1/n时，将影像信号分割为由n×n像素构成的多个模块。并且，对由n×n像素构成的各个模块的影像信号设置n×n的低通滤波器，由此计算代表各个模块的像素值。通过上述处理，影像信号被转换为由计算出的像素值表示的1/n分辨率的影像信号。除此以外，分辨率的变更方法也可通过双线性内插法(bi-linear interpolation)或双三次内插法(bi-cubic interpolation)来进行。并且，也可通过像素的间除来变更分辨率。
补正系数计算部2007b使用由信息量变更部2007a变更了信息量后的影像信号来计算灰度转换特性。灰度转换特性的计算通过与上述第一实施方式相同的方法进行，计算变更了分辨率的影像信号的作用于各个像素而进行灰度转换的补正系数，作为第一补正系数。计算出的第一补正系数被传送给补正系数修正部2007c。
这里计算出的第一补正系数为与由信息量变更部2007a变更了分辨率的影像信号相对应的补正系数。因此，补正系数修正部2007c对第一补正系数进行插值(扩大)，使得与从信号处理部109输出的原来的影像信号(由信息量变更部2007a变更分辨率前的影像信号)的分辨率相对应。通过对第一补正系数进行插值(扩大)而得到的第二补正系数被传送给灰度转换部2010。
灰度转换部2010使用所传送的第二补正系数，对从信号处理部109输出的原来的影像信号进行灰度转换处理。灰度转换处理后的影像信号被传送给压缩部111。压缩部111根据控制部2013的控制，进行公知的压缩处理等并传送给输出部112。输出部112将影像信号记录保存到存储卡等中。
图12(a)是表示摄影状况判断部2008的结构的一例的构成图。摄影状况判断部2008具有摄影条件取得部200、对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202以及整体推定部205。信号处理部109与被摄体分布推定部202连接。控制部2013与摄影条件取得部200、对焦位置推定部201、被摄体分布推定部202以及整体推定部205双向连接，摄影条件取得部200、对焦位置推定部201以及被摄体分布推定部202与整体推定部205连接。整体推定部205与分辨率变更部2007a连接。
摄影条件取得部200取得表示由外部I/F部114所设定的摄影条件、例如摄影模式的种类(例如自动拍摄、风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄等)的信息。取得结果被传送给整体推定部205。
对焦位置推定部201从控制部2013取得由对焦点检测部115所设定的对焦条件，根据对焦条件，计算表示从CCD102到焦点最合适的被摄体的位置的对焦位置。并且，得到对计算出的对焦位置进行了分类的AF信息。例如，得到将对焦位置分类为5m～∞(风景拍摄)、1m～5m(人物拍摄)、1m以下(特写拍摄)等的AF信息。分类结果被传送给整体推定部204。
被摄体分布推定部202取得作为参数计算出的平均亮度水平a1～a13，所述参数用于由测光评价部106计算AE信息，与第一实施方式相同，计算表示亮度分布的AE信息。被摄体分布推定部202将计算出的AE信息传送给整体推定部205。
最初，整体推定部205判断由摄影条件取得部200所得到的摄影模式是否为自动拍摄。整体推定部205根据由摄影条件取得部200所得到的摄影模式是否为自动拍摄，使用不同的方法来判断摄影状况。
在判断为摄影模式是自动拍摄以外时，整体推定部205根据由摄影条件取得部200所得到的信息进行摄影状况的判断。即，判断为由用户所设定的摄影模式是摄影状况。该判断结果被传送给信息量变更部2007a。并且，在本实施方式的摄影系统30中，也与第一实施方式相同，作为摄影模式，除了自动拍摄以外，还具有风景拍摄、人物拍摄、特写拍摄、夜景拍摄、闪光灯发光拍摄等的设定，但摄影模式不局限于此。
考虑到处理时间与图像的高品质化的平衡，信息量变更部2007a将影像信号的分辨率变更为根据摄影模式的类别而被认为最佳的分辨率。由此，对影像信号的信息量进行变更。以下举一个例子。在风景拍摄的情况下，由于细部的描写较为重要，因此，与原来的影像信号相比，信息量变更部2007a几乎不改变分辨率。例如，将图像尺寸变更为1/4左右。在人物拍摄的情况下，人物的脸的描写较为重要。在通常的人物拍摄的情况下，脸相对于图像所占的比例较大，因此，信息量变更部2007a将图像尺寸例如变更为1/10左右。在特写拍摄的情况下，考虑到通用性，信息量变更部2007a将图像尺寸例如变更为1/4左右。在夜景拍摄或闪光灯拍摄的情况下，由于想将信息量维持得较多，因此几乎不改变分辨率。例如，将图像尺寸变更为1/4左右。
接着，对由摄影条件取得部200所取得的摄影模式为自动拍摄的情况进行说明。在判断为由摄影条件取得部200所取得的摄影模式是自动拍摄时，整体推定部205根据来自对焦位置推定部201的AF信息、和来自被摄体分布推定部202的AE信息，进行摄影状况的判断。
整体推定部205采用与第一实施方式相同的方法，将摄影状况判断为一个人的人物拍摄、多个人的人物拍摄等。考虑到处理时间与图像的高品质化的平衡，信息量变更部2007a将影像信号的分辨率变更为根据摄影状况而被认为最佳的分辨率。以下举一个例子。在一个人的人物拍摄的情况下，由于脸所占的比例较大，因此，信息量变更部2007a将图像尺寸例如变更为1/10左右。另一方面，在多个人的人物拍摄的情况下，由于脸往往较小，因此，信息量变更部2007a将图像尺寸例如变更为1/4左右。并且，在AF信息为1m～5m以外的摄影状况的情况下，考虑到通用性，信息量变更部2007a将图像尺寸例如变更为1/4左右。
并且，在图12(a)的例子中，为了判断摄影状况，使用从影像信号中求出的AF信息与AE信息的组合，但无需局限于此。例如，也可采用如下结构，即，利用将对焦位置和AE信息作为参数的预先设定的计算信息来进行计算，并使用该计算结果来判断摄影状况。并且，也可根据影像信号求出颜色信息和亮度信息以外的其他信息来判断摄影状况。例如，如图12(b)的构成图所示，也可使用频率信息。
图12(b)表示摄影状况判断部2008的结构的其他例子，该摄影状况判断部2008具有频率计算部303。信号处理部109与频率计算部303连接。控制部2013与频率计算部303双向连接，频率计算部303与信息量变更部2007a连接。
频率计算部303以规定的区域(模块)尺寸、例如8×8像素单位读出来自信号处理部109的影像信号，与第二实施方式相同，将所读出的模块转换为频率成分。频率计算部303将所转换的频率成分传送给信息量变更部2007a。如上所示，频率计算部303通过求出每个模块的频率成分，利用频率成分对各个模块的摄影状况进行判断。
信息量变更部2007a按照规定的规则来变更影像信号的分辨率，由此变更影像信号的数据量。图13是确定由信息量变更部2007a变更影像信号的分辨率时的规则的说明图。图13的横轴表示频率成分、纵轴表示变更后的分辨率。如图13所示，在图像的频率成分的最大值为fm的情况下，根据该值设定图像的分辨率(缩小率)。在该种情况下，如(4)式所示地设定图像的缩小率R。
R＝fm/fN    (4)
(其中，fN表示图像的纳奎斯特频率(Nyquist frequency))
如图13所示，也可使用某规定面积中的频率f’m，以取代频率成分的最大值fm。并且，向频率成分的转换无需局限于DCT，可使用公知的Fourier转换或Wavelet转换等任意的转换。
如上所示，在图12(b)的例子中，根据由8×8像素单位构成的每个区域的频率成分，判断各个区域的摄影状况。
在本发明的第三实施方式中由摄影系统30进行的处理通过以下步骤来进行。首先，读入图像的影像信号。然后，通过摄影状况判断部2008取得摄影状况。接着，通过信号处理部109进行规定的信号处理。接着，通过信息量变更部2007a变更影像信号的分辨率。接着，通过灰度转换部2010对所有像素或所有区域进行灰度转换处理。
在以上说明的第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式中，示出了必须通过信息量变更部107、信息量变更部1007以及信息量变更部2007a进行判断处理的例子。但是，也可根据摄影状况，如在以下的(a)、(b)、(c)中说明的那样，不通过信息量变更部107、信息量变更部1007以及信息量变更部2007a进行判断处理，而根据预先设定的灰度转换特性，通过灰度转换部110、灰度转换部2010进行处理。或者，也可根据来自用户的指示，如在以下的(d)中说明的那样，不通过信息量变更部107、信息量变更部1007以及信息量变更部2007a进行判断处理，而根据预先设定的灰度转换特性，通过灰度转换部110、灰度转换部2010进行处理。由此，在规定的摄影状况的情况下，根据用户的指示，不变更信息量即可得到高品质的影像信号，并可提高处理速度。
(a)在第一实施方式中，控制部113接受摄影状况判断部108的判断结果，判断摄影状况是否为规定的摄影状况。并且，在判断为摄影状况是规定的摄影状况的情况下，控制部113进行控制，使得不通过信息量变更部107对来自缓冲器105的影像信号进行处理，而将来自缓冲器105的影像信号输入到信号处理部109。
(b)在第二实施方式中，控制部1013接受摄影状况判断部1008的判断结果，判断摄影状况是否为规定的摄影状况。并且，在判断为摄影状况是规定的摄影状况的情况下，控制部1013进行控制，使得不通过信息量变更部1007对来自缓冲器105的影像信号进行处理，而将来自缓冲器105的影像信号输入到信号处理部1009。
(c)在第三实施方式中，控制部2013接受摄影状况判断部2008的判断结果，判断摄影状况是否为规定的摄影状况。并且，在判断为摄影状况是规定的摄影状况的情况下，控制部2013进行控制，使得不通过信息量变更部2007a、补正系数计算部2007b、补正系数修正部2007c进行处理，而由灰度转换部2010使用预先设定的灰度转换特性对来自信号处理部109的影像信号进行灰度转换。
(d)控制部113、控制部1013、控制部2013通过外部I/F部114在本拍摄前接受来自用户的指示。并且，在从用户接受到不变更信息量的指示的情况下，通过控制部113、控制部1013、控制部2013进行控制，使得不通过摄影状况判断部108、1008、2008进行处理，且不通过信息量变更部107、信息量变更部1007、以及信息量变更部2007a、补正系数计算部2007b、补正系数修正部2007c进行处理。并且，在第一实施方式和第二实施方式的情况下，通过控制部113、控制部1013进行控制，使得将来自缓冲器105的影像信号输入给信号处理部109。在第三实施方式的情况下，通过控制部2013进行控制，使得灰度转换部2010使用预先设定的灰度转换特性，对来自信号处理部109的影像信号进行灰度转换。
如以上说明的那样，在第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式中，通过上述结构，根据摄影状况来变更影像信号的比特长度或分辨率，并根据使用变更了比特长度或分辨率的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理，因此，能以与摄影状况相对应的适当的处理速度，对与摄影状况相对应的高品质的图像进行处理。
工业上的可利用性
如以上说明的那样，根据本发明，能够提供一种可根据摄影状况有效地生成高品质的影像信号的摄影系统及影像信号处理程序。

Claims (17)

1.一种摄影系统，其对由摄影单元拍摄到的图像的影像信号进行灰度转换处理，其特征在于，该摄影系统具有：
判断上述图像的摄影状况的摄影状况判断单元；根据由该摄影状况判断单元所判断的摄影状况，来变更上述影像信号的信息量的信息量变更单元；以及根据使用由该信息量变更单元变更了信息量的影像信号而得到的灰度转换特性，来进行灰度转换处理的灰度转换单元。
2.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
该摄影系统还具有摄影状况接受单元，该摄影状况接受单元从用户接受拍摄上述图像时的摄影状况的设定，上述摄影状况判断单元根据由上述摄影状况接受单元所接受的摄影状况来判断上述图像的摄影状况。
3.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元根据上述影像信号判断摄影状况。
4.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元具有计算摄影时的对焦位置的对焦位置计算单元、和计算拍摄出的影像信号的亮度分布的亮度分布计算单元，并且，上述摄影状况判断单元根据由上述对焦位置计算单元计算出的对焦位置、和由上述亮度分布计算单元计算出的亮度分布，进行摄影状况的判断。
5.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元具有计算摄影时的对焦位置的对焦位置计算单元、和计算拍摄出的影像信号的亮度分布的亮度分布计算单元，并且，上述摄影状况判断单元根据基于由上述对焦位置计算单元计算出的对焦位置进行的分类、和基于由上述亮度分布计算单元计算出的亮度分布进行的分类的组合，进行摄影状况的判断。
6.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元根据摄影时的快门速度、和拍摄出的图像的亮度与规定的阈值的比较结果来判断摄影状况。
7.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元具有：根据摄影时的快门速度、和拍摄出的图像的亮度与规定的阈值是否处于规定的关系来判断摄影状况的第一判断部；以及在由上述第一判断部进行判断后，根据摄影时的对焦位置和拍摄出的图像的亮度分布来进行摄影状况的判断的第二判断部，上述摄影状况判断单元通过上述第一判断部和上述第二判断部进行摄影状况的判断。
8.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述信息量变更单元通过变更上述影像信号的分辨率来变更上述影像信号的信息量。
9.根据权利要求8所述的摄影系统，其特征在于，
该摄影系统具有灰度转换特性计算单元，该灰度转换特性计算单元计算用于根据使用由上述信息量变更单元变更了分辨率后的影像信号而得到的灰度转换特性进行灰度转换的第一补正系数，并将该计算出的第一补正系数变更为与上述分辨率被变更前的影像信号的分辨率相对应的第二补正系数，上述灰度转换单元使用上述第二补正系数进行灰度转换。
10.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述信息量变更单元通过变更上述影像信号的比特长度来变更上述影像信号的信息量。
11.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元对构成上述图像的多个区域的每个区域判断摄影状况，上述信息量变更单元根据该每个区域的摄影状况来变更分别与上述区域相对应的影像信号的信息量。
12.根据权利要求11所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元通过根据上述影像信号求出的颜色信息、或根据上述影像信号求出的亮度信息中的至少任意一个来判断摄影状况。
13.根据权利要求11所述的摄影系统，其特征在于，
上述摄影状况判断单元根据在上述区域中空间频率的高频成分的量来判断该每个区域的摄影状况。
14.根据权利要求11所述的摄影系统，其特征在于，
上述信息量变更单元根据上述每个区域的摄影状况，按照该每个区域变更分别与上述多个区域相对应的影像信号的比特长度，由此变更上述影像信号的信息量。
15.根据权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，
该摄影系统具有信息量变更处理回避单元，该信息量变更处理回避单元进行使控制上述信息量变更单元不进行处理的控制。
16.一种影像信号处理程序，其特征在于，
该影像信号处理程序使计算机执行以下步骤：读入图像的影像信号的步骤；判断上述图像的摄影状况的步骤；根据上述判断出的摄影状况来变更上述影像信号的信息量的步骤；以及根据使用变更了上述信息量的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理的步骤。
17.一种影像信号处理程序，其特征在于，
该影像信号处理程序使计算机执行以下步骤：读入图像的影像信号的步骤；对构成上述图像的多个区域的每个区域判断摄影状况的步骤；根据该每个区域的摄影状况来变更分别与上述每个区域相对应的影像信号的信息量的步骤；以及根据使用变更了上述信息量的影像信号而得到的灰度转换特性来进行灰度转换处理的步骤。
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