CN101800857A

CN101800857A - 摄像设备及其控制方法

Info

Publication number: CN101800857A
Application number: CN201010112169A
Authority: CN
Inventors: 福井贵明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: EP2216987B1; US20120314095A1; US8355059B2; CN101800857B; EP2216987A3; EP2645705B1; EP2645705A3; EP2645705A2; US20100201848A1; EP2216987A2; US9007486B2

Abstract

本发明涉及摄像设备及其控制方法。该摄像设备判断所拍摄图像的场景，并且根据场景判断结果，以扩大后的动态范围进行摄像，或者基于所拍摄图像进行动态范围缩小处理。在执行动态范围扩大处理的情况下，摄像设备以减小了的ISO感光度进行摄像，并且对所拍摄图像进行用于补偿ISO感光度的减小的色调校正。由此，摄像设备能够以考虑被摄体和场景的动态范围进行摄像。

Description

摄像设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种摄像设备及其控制方法。

背景技术

迄今为止，使用CCD图像传感器或CMOS图像传感器等的图像传感器的数字静止照相机和数字摄像机已经广泛应用。然而，与卤化银胶片相比较，这些图像传感器的动态范围(幅度)较窄。由于该原因，当拍摄高对比度场景时，趋于出现低亮度部分中的色调细节的丢失(暗部缺失(plugged-up shadow))和高亮度部分中的色调细节的丢失(高光溢出(blown-outhighlight))。

针对这些问题，已经提出能够自动控制动态范围的系统。

例如，在日本特开2005-209012中，提出了：在根据所拍摄图像检测到主被摄体背光或者主被摄体处于高对比度场景中的情况下，根据图像的直方图指定黑色饱和点和白色饱和点，并且进行色调校正，使得主被摄体的亮度适当。

此外，在日本特开2004-186876中，提出了：使用配置有高感光度光接收元件和低感光度光接收元件的图像传感器，通过利用具有不同感光度的光接收元件拍摄同一场景来获取具有不同的动态范围的两类图像，并且根据场景分析结果合成这些所拍摄图像。

还存在具有以下拍摄模式(高光色调优先模式)的数字照相机(Canon EOS 5D Mark II)：将感光度设置范围朝高感光度侧移动一级，并且抑制高亮度部分中的高光溢出。

然而，利用日本特开2005-209012的方法，尽管具有增大视觉反差的效果，但由于传感器变为饱和的点没有改变，因而没有获得加宽动态范围的效果。

此外，利用日本特开2004-186876的方法，获得了加宽动态范围的效果，但由于需要使用配置有具有不同感光度的光接收元件的特殊图像传感器，因而涉及成本问题。

此外，在具有色调优先模式的数字照相机中，为了获得高亮度部分中的高光溢出被抑制的摄像结果，用户需要在进行摄像之前明确设置色调优先模式。此外，根据场景，在进行摄像时，可能出现以下情况：色调优先模式的效果实际上不明显，或者优先其它条件而不是抑制高亮度部分中的高光溢出更佳。例如，在被摄体是风景的情况下，期望高亮度部分中不存在高光溢出，而在被摄体是人物的情况下，即使背景略微溢出，也期望人物的面部的亮度适当。换言之，为了通过利用色调优先模式获得适当的摄像结果，除设置色调优先模式以外，还要求用户能够适当地判别场景。

发明内容

考虑到现有技术的这种问题做出了本发明。本发明提供能够在考虑了被摄体和场景的动态范围中进行摄像的摄像设备及其控制方法。

根据本发明的第一方面，提供一种摄像设备，包括：场景判断部件，用于基于与在拍摄静止图像之前所拍摄的运动图像有关的信息，进行场景判断；以及控制部件，用于控制所述摄像设备以拍摄图像，并且基于来自所述场景判断部件的输出，执行如下两个处理之一：动态范围扩大处理，用于以减小了的ISO感光度拍摄静止图像，并对所拍摄的静止图像应用用于补偿ISO感光度的减小的色调校正；以及动态范围缩小处理，用于拍摄静止图像，并基于所述运动图像或所拍摄的静止图像的高亮度部分的特性，对所拍摄的静止图像应用用于增大所拍摄的静止图像的低亮度部分的亮度的色调校正。

根据本发明的第二方面，提供一种摄像设备的控制方法，包括：场景判断步骤，用于基于在拍摄静止图像之前所拍摄的运动图像，进行场景判断；以及控制步骤，用于控制摄像操作，其中，在所述控制步骤中，基于在所述场景判断步骤中进行所述场景判断的结果，执行如下两个处理之一：动态范围扩大处理，用于以减小了的ISO感光度拍摄静止图像，并对所拍摄的静止图像应用用于补偿ISO感光度的减小的色调校正；以及动态范围缩小处理，用于拍摄静止图像，并基于所述运动图像或所拍摄的静止图像的高亮度部分的特性，对所拍摄的静止图像应用用于增大所拍摄的静止图像的低亮度部分的亮度的色调校正。

根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的摄像设备的示例结构的框图。

图2A～2D示意性示出从原始图像检测面部的处理。

图3是示出根据本发明实施例的摄像设备的面部检测电路中的面部检测操作的流程图。

图4是示出CIE L^*a^*b^*颜色空间中的代表颜色的色度图。

图5A示出由根据本发明实施例的摄像设备的面部检测电路所使用的二维高通滤波器的示例系数。

图5B示出当在根据本发明实施例的摄像设备中判断场景是否是背光场景时的示例区域分割。

图6是示出根据本发明实施例的摄像设备的AFE电路的示例结构的框图。

图7示意性示出由根据本发明实施例的摄像设备的直方图创建电路所创建的示例直方图。

图8是示出根据本发明实施例的摄像设备中在拍摄静止图像待机期间的信号处理的流程的框图。

图9是示出根据本发明实施例的摄像设备中用于确定动态范围(D范围)扩大量的操作的流程图。

图10A～10D示出根据本发明实施例的摄像设备中根据面部区域的D范围扩大量的大小和整个图像的D范围扩大量的大小所确定的最终D范围扩大量的具体示例。

图11A是根据本发明实施例的摄像设备中的D范围的概念图。

图11B示出根据本发明实施例的摄像设备中AE目标值、饱和信号值和D范围之间的关系的示例。

图12A和12B示出根据本发明实施例的摄像设备的信号处理电路中的色调特性的示例设置。

图13A和13B是示出根据本发明实施例的摄像设备中的实际摄像处理的操作的流程图。

图14A和14B示出根据本发明实施例的摄像设备中当判断为场景是夜间场景时所选择的色调特性的示例。

图15是示出根据本发明实施例的摄像设备中用于确定动态范围缩小量(D-)的操作的流程图。

图16示出根据本发明实施例的摄像设备中依赖于图15的S504中计算出的增益值Gain_yhp的最终值和ISO感光度的最终增益增大量之间的关系的示例。

图17A和17B示出根据本发明实施例的摄像设备中增益增大量和色调特性设置值之间的关系。

图18示出根据本发明实施例的摄像设备中与场景判断结果相应的在曝光控制、动态范围扩大处理(D+)、动态范围缩小处理(D-)和夜间场景的色调特性的设置之间的关系的示例。

具体实施方式

现在，将根据附图来详细说明本发明的优选实施例。

图1是示出根据本发明实施例的摄像设备的示例结构的框图。本实施例的摄像设备包含具有使用图像传感器来拍摄图像的功能的任意设备。这种设备包括包含或连接至照相机的移动电话、PDA和个人计算机以及数字静止照相机和数字摄像机。

在图1中，操作单元112包括按钮、开关等，并且由用户用来对摄像设备给出指令并配置设置。操作单元112还包括快门按钮，并且在本实施例中，操作单元112能够检测快门按钮的半按下状态和全按下状态。

系统控制器107将快门按钮的半按下状态看作为摄像准备指令，并将快门按钮的全按下状态看作为摄像开始指令。例如，系统控制器107包括CPU、ROM和RAM，并且作为CPU使用RAM执行ROM中存储的程序的结果，控制摄像设备的整体操作。

姿态传感器133检测摄像设备的姿态，并将检测结果输出至系统控制器107。系统控制器107基于来自姿态传感器133的输出，判断摄像设备的姿态是垂直还是水平。注意，姿态传感器133可以判断摄像设备的姿态是垂直还是水平，并将判断结果输出至系统控制器107。

镜头设备200具有包括调焦透镜的透镜组、驱动调焦透镜的驱动设备、光圈和机械快门，并且在系统控制器107的控制下工作。

图像传感器101是CCD图像传感器或CMOS图像传感器等的光电转换元件。模拟前端(AFE)电路150对从图像传感器101输出的模拟图像信号进行增益调整、A/D转换等，并将结果作为数字图像信号而输出。后面将详细说明AFE电路150。

缓冲存储器103临时存储由AFE电路150输出的数字图像信号。

压缩/解压缩电路104将所拍摄图像数据编码为记录用的图像文件(例如，JPEG文件)格式，并对从记录介质106读取的图像文件进行解码。

记录设备105在系统控制器107的控制下，针对内置存储器或可移除存储卡等的记录介质106进行数据的读取和写入。

显示控制电路108在系统控制器107的控制下，控制包括LCD等的显示装置的显示单元110的显示操作。

D/A转换器109将由显示控制电路108输出的显示用数字图像信号转换成显示单元110能够显示的模拟图像信号。

显示单元110进行用于由用户针对摄像设备配置各种设置并给出指令的GUI窗口的显示，进行与摄像设备有关的各类信息等的显示，并进行所拍摄图像的显示。此外，可以通过在显示单元110上顺次显示连续拍摄到的图像，使显示单元110用作电子取景器(EVF)。这种使显示单元110用作EVF的顺次摄像/显示操作还被称为“通过镜头查看”或“实时取景”。该顺次摄像操作实质相当于针对运动图像的摄像操作，并且为EVF使用而拍摄和显示的图像实际上是运动图像。

面部检测电路120进行作为用于从所拍摄图像检测人物的示例方法的面部检测。面部检测电路120对缓冲存储器103中所存储的YUV格式或RAW格式的图像数据进行面部检测处理，并将包括图像中面部区域的大小和位置的面部检测结果输出至直方图创建电路130。

没有特别限制由面部检测电路120所使用的面部检测方法，并且可以应用任意已知方法。对于已知面部检测技术，已经提出了包括以下的许多不同的方法：基于使用神经网络等的学习的方法，使用模板匹配从图像检索眼睛、鼻子和嘴等具有特征形状的部位、并且如果类似度较高则将这些部位看作为面部的方法，以及检测肌肤的颜色和眼睛的形状等的图像特征量、并对这些图像特征使用统计分析的方法。可以组合这些方法中的多个方法以提高面部检测的精度。具体例子包括如日本特开2002-251380所公开的、使用子波变换和图像特征量的面部检测的方法。

这里，将参考图2A～图5A来说明面部检测电路120的面部检测操作的具体示例。

图2A～2D示意性示出从原始图像检测面部的处理，其中，图2A示出原始图像。

图3是示出面部检测电路120的面部检测操作的流程图。

在S101中，面部检测电路120从原始图像提取肌肤色区域。图4是示出CIE L^*a^*b^*颜色空间中的代表颜色的色度图，并且中间的椭圆是最有可能为肌肤色的区域。

面部检测电路120利用已知方法将RGB原始图像数据转换成L^*a^*b^*格式，并且提取包括具有由图4中的椭圆示出的区域的色度的像素的肌肤色区域。图2B示意性示出从原始图像提取出的肌肤色区域。

接着，在S102中，面部检测电路120从提取出的肌肤色区域提取高频成分。具体地，面部检测电路120对该肌肤色区域应用高通滤波。图5A示出两维高通滤波的示例系数。在图2C中示出通过对图2B中的图像应用高通滤波所获得的示例图像。

在S103中，面部检测电路120使用图2D所示等的眼睛模板，对应用了高通滤波之后的图像进行模板匹配，并且检测图像中的眼睛。

在S104中，面部检测电路120基于在S103中检测到的眼睛区域的位置关系等，判断面部区域，并且得出包括该面部区域的位置和大小的面部检测结果。

返回到图1，直方图创建电路130从面部检测电路120获取面部区域的检测结果，并且创建与面部区域中所包括的像素的亮度值有关的直方图。直方图创建电路130还可以针对通过分割图像所获得的多个部分区域中的每个部分区域，创建所包括的像素的亮度值的直方图。将所创建的直方图存储在缓冲存储器103中。

此外，在获取每个部分区域的颜色信息的情况下，对于通过利用调整大小电路131将缓冲存储器103中所存储的1画面的图像分析用图像缩小而所获得的缩小图像，利用颜色评价值获取电路132来获取每个部分区域的颜色信息。该颜色信息可以是例如饱和度、色相和亮度等的颜色评价值。

信号处理电路140根据由系统控制器107设置的信号处理参数(白平衡校正系数、色调特性参数等)，对缓冲存储器103中所存储的图像数据应用信号处理。然后，信号处理电路140生成YUV图像数据，并将该图像数据再次存储在缓冲存储器103中。

如后面所述，本实施例的摄像设备通过AFE电路150中的感光度调整(增益调整)和信号处理电路140中的色调特性校正，实现动态范围控制。

图6是示出AFE电路150的示例结构的框图。

钳位电路151将从图像传感器101输出的信号钳位至基准黑电平，使得当传感器被遮挡时的输出值或者该传感器的基准电压区域的输出值为0。

CDS增益电路152对钳位信号应用CDS增益(模拟增益)。由普通AFE电路应用的CD S增益具有0、3或6[dB]等的离散值。

由A/D转换器153将已经应用了模拟增益的信号转换成数字数据。接着，可变增益放大器(VGA)增益电路154对该数字数据应用VGA增益。在本实施例中，例如，VGA增益的值可以在0～36dB的范围内以0.125dB为增量进行调整。在由限幅电路155将已经应用了VGA增益的信号限幅为预定位数之后，将这些信号输出至缓冲存储器103。

在本实施例中，通过系统控制器107控制由AFE电路150应用的CDS增益和VGA增益的值，来实现摄像设备中的ISO感光度的设置。

此外，可以通过利用基准光量的光照射摄像设备、并控制CDS增益和VGA增益以使得从摄像设备输出恒定亮度信号值，来进行用于校正图像传感器101的感光度特性的变化性的感光度调整。

在本实施例中，通过组合CDS增益和VGA增益来进行感光度设置。例如，在对于低感光度总共设置6dB的增益的情况下，将CDS增益设置为3dB，并且将VGA增益设置为3dB。此外，例如，在对于高感光度设置24dB的增益的情况下，将CDS增益设置为6dB，并且将VGA增益设置为18dB。如上所述，由于通常不能够利用CDS增益进行细微设置，因此利用上游的CDS增益设置近似的增益，并且控制VGA增益，从而进行感光度调整部分等的细微感光度控制。

通常，增益电路在放大信号成分的同时，还放大噪声成分。由于该原因，为了利用模拟电路抑制叠加的噪声成分的放大，在能够实现总增益量的CDS增益和VGA增益的组合中，优选将上游的CDS增益设置得尽可能高。该设置还使得能够实现可以有效地最大化A/D转换器153的量化精度的效果。

接着，将说明当在具有前述结构的摄像设备中进行摄像时的操作。

当在尚未输入摄像准备指令或摄像开始指令的拍摄模式下待机期间，本实施例的摄像设备拍摄运动图像，并且使显示单元110用作EVF。即，系统控制器107执行以下处理：以规定速率(例如，30帧/秒)连续拍摄图像，根据所拍摄图像生成显示图像，并且使显示单元110显示所生成的显示图像。

在设置执行面部检测的情况下，面部检测电路120对显示图像(在下文还称为EVF图像)进行面部检测，并将检测结果输出至系统控制器107。然后，系统控制器107指示显示控制电路108将用于向用户呈现检测到的面部区域的面部框叠加在EVF图像上，并还向显示控制电路108指示面部区域的位置信息。

还将面部检测结果供给至直方图创建电路130，并且直方图创建电路130根据EVF图像内的面部区域中所包括的像素创建直方图。此外，直方图创建电路130还针对将整个图像进行分割得到的多个区域中的每个区域，创建直方图。将所创建的直方图存储在缓冲存储器103中。

图7示意性示出由本实施例中的直方图创建电路130所创建的示例直方图。

图7示出针对通过在水平方向和垂直方向上对整个图像四等分所获得的每个部分区域71创建直方图73，并且示出面部区域72的直方图74。注意，图7中的直方图73和74是累积直方图。还注意，在创建部分区域的直方图时，可以排除面部区域。这使得能够针对面部区域创建直方图并针对除面部区域以外的区域(背景)创建直方图。

在本实施例中，如后面所述，在评价所拍摄图像的高光溢出区域时，使用部分区域71的累积直方图73中频率为80％的亮度值YHi、和面部区域72的累积直方图74中频率为90％的亮度值YHiFace。

当通过用户全按下快门按钮来输入摄像开始指令时，系统控制器107基于自动曝光控制(AE)、自动调焦检测(AF)等的处理结果进行摄像操作。具体地，系统控制器107通过控制镜头设备200的焦点位置和光圈、机械快门、图像传感器101以及根据需要控制闪光灯(未示出)，进行摄像。

经由上述AFE电路150将从图像传感器101输出的模拟图像信号作为数字图像数据存储在缓冲存储器103中。信号处理电路140根据由系统控制器107设置的各种信号处理参数，对该数字图像数据进行处理，生成YUV图像数据，并将所生成的图像数据再次存储在缓冲存储器103中。

例如，由压缩/解压缩电路104将由信号处理电路140处理后的图像数据编码为JPEG文件，并且由记录设备105将其记录至记录介质106。

此外，显示控制电路108根据缓冲存储器103中所存储的YUV图像数据生成显示图像，并经由D/A转换器109使显示单元110将该显示图像显示为快速浏览图像。

图8是示出根据本实施例的摄像设备中在拍摄静止图像待机期间的信号处理的流程的框图。如上所述，在拍摄静止图像待机期间，本实施例的摄像设备进行连续摄像和显示，以使显示单元110用作EVF。

由AFE电路150对从图像传感器101输出的模拟图像信号进行增益调整(感光度调整)和数字化。由信号处理电路140对该RAW图像数据进行像素插值和白平衡校正等所谓的显影处理，并且生成YUV数字图像数据。

将该数字图像数据存储在缓冲存储器103的显示区域(通常称为VRAM或显示缓冲器)103a中，并且经由显示控制电路108和D/A转换器109将该数字图像数据输出至显示单元110。

另一方面，还将由信号处理电路140所生成的数字图像数据存储在缓冲存储器103的图像分析区域(图像分析缓冲器)103b中。在面部检测电路120的面部检测和直方图创建电路130的直方图创建中，使用图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据。注意，并不需要将所有的EVF图像数据都存储在图像分析缓冲器103b中，而是仅存储与进行面部检测和直方图创建的周期相应的一部分EVF图像数据。

面部检测电路120对图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据进行面部检测，并且如果检测到面部，则输出包括使得能够指定面部区域的信息(例如，位置和大小)的面部检测结果。

直方图创建电路130基于图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据和来自面部检测电路120的面部检测结果，创建直方图。如上所述，直方图创建电路130能够创建针对面部区域的面部区域直方图130a、和针对通过分割整个图像所获得的每个区域图像的分割区域直方图130b。

对于整个图像，还可以针对包括面部区域的每个区域图像创建分割区域直方图130b，或者针对除面部区域以外的每个区域图像创建分割区域直方图130b。前者容易处理，但为了精确地检测具有高光溢出的区域是面部区域还是背景区域，优选后者。

如上所述，在使显示单元110用作EVF的期间连续重复摄像，其中，快速连续重写VRAM。通常，面部检测和直方图创建所需的时间比EVF图像的显示周期(例如，1/30秒)长。由于该原因，在本实施例中，除VRAM以外，还设置图像分析缓冲器103b，并且在对图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据的面部检测和直方图创建结束之前，不更新图像分析缓冲器103b。

由于该结构，可以对同一EVF图像进行面部检测和直方图创建，并且容易地且高精度地进行图像分析。当然，如果可以，对EVF图像的每个帧执行面部检测和直方图创建没有害处，然而，由于所拍摄场景通常不太可能在帧与帧之间极大变化，因此无需对每个帧进行面部检测和直方图创建。因而，可以减轻系统控制器107的负荷。

此外，由调整大小电路131来缩小图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据，并且由颜色评价值获取电路132来获取颜色评价值。

例如，假定图像分析缓冲器103b中所存储的图像数据与VGA大小的图像相对应。例如，调整大小电路131首先根据水平640像素、垂直480像素的YUV 4:2:2图像数据，生成水平64像素、垂直48像素的YUV 4:2:2图像数据。随后，调整大小电路131通过利用包括4个像素(水平方向上的2个像素和垂直方向上的2个像素)的块对Y进行平均化、并利用垂直方向上的2个像素对UV进行平均化，生成水平32像素、垂直24像素的YUV 4:4:4图像数据。

注意，对于调整大小电路131中的调整大小方法，可以使用以预定的多个像素为单位的平均化、简单重采样、利用线性插值的疏化和双三次插值等的其他方法。

对于由调整大小电路131所生成的水平32像素、垂直24像素的缩小后的YUV 4:4:4图像数据，颜色评价值获取电路132针对各块，计算作为颜色评价值的亮度信息Y、色相信息H和饱和度信息C。

例如，颜色评价值获取电路132能够使用以下等式计算颜色评价值。

Y＝Y

C = \sqrt{U^{2} + V^{2}}

H＝tan^-1(U/V)

当然，颜色评价值可以是CIELab颜色空间中的评价值或者其它颜色空间中的评价值。此外，可以使用用于进行以上算术运算的数学库来进行颜色评价值的计算，或者可以通过参考预先准备的查找表来模拟颜色评价值的计算。

由此，可以针对通过将整个图像分割成水平32像素、垂直24像素的块所获得的各块，获取作为颜色评价值的亮度信息、色相信息和饱和度信息。

图9是示出本实施例的摄像设备中用于确定动态范围扩大量(D+)的操作的流程图。

在本实施例中，基于针对EVF图像的面部检测结果和直方图创建结果得出所拍摄图像中的高光溢出量，并且根据该高光溢出量确定动态范围扩大量。使用利用EVF图像预先确定的动态范围扩大量来调整进行实际摄像时使用的曝光和感光度。

在S201中，如上所述，系统控制器107连续进行摄像，使得生成EVF图像，并且使EVF图像从信号处理电路140顺次存储在显示缓冲器103a中。系统控制器107还使EVF图像以预定周期存储在缓冲存储器103的图像分析区域(图像分析缓冲器)103b中。

在S202中，面部检测电路120对图像分析缓冲器103b中所存储的EVF图像进行面部检测。

在面部检测成功的情况下(S203中为“是”)，直方图创建电路130基于来自面部检测电路120的面部检测结果，根据EVF图像的面部区域创建面部区域直方图(S204)。

在S205中，系统控制器107根据面部区域直方图计算该面部区域的高光溢出量。

如果面部检测未成功(S203中为“否”)，或者在计算面部区域的高光溢出量之后，在S206中，直方图创建电路130创建通过分割整个EVF图像所获得的各区域图像的分割区域直方图。这里，作为例子，假定直方图创建电路130创建通过在水平方向和垂直方向上对整个EVF图像四等分所获得的16个分割区域各自的分割区域直方图。

在S207中，系统控制器107根据分割区域直方图计算整个EVF图像的高光溢出量。

在S208中，系统控制器107至少基于在S207中得出的整个图像的高光溢出量，确定动态范围扩大量。

接着，将说明在图9的S205和S207中由系统控制器107所进行的计算高光溢出量的处理的具体例子。

首先，将说明计算面部区域的高光溢出量的处理。

在S205中，系统控制器107根据在S204中创建的面部区域直方图，计算累积直方图的累积频率为规定值(在图7的例子中为90％)的亮度值YHiFace，作为面部区域的高光溢出量。

然后，在S208中，系统控制器107根据面部区域的高光溢出量YHiFace的值和预定阈值之间的相对大小关系，确定面部区域的动态范围扩大量(D+(面部))。

具体地，例如，当预定阈值是按降序的THHiFace、THMidFace和THLowFace这三级时，如下确定面部区域的动态范围扩大量。

D+(面部)＝校正等级1级(在YHiFace＞THHiFace的情况下)

D+(面部)＝校正等级2/3级(在THHiFace≥YHiFace＞THMidFace的情况下)

D+(面部)＝校正等级1/3级(在THMidFace≥YHiFace＞THLowFace的情况下)

D+(面部)＝校正等级0级(在THLowFace≥YHiFace的情况下)

此外，在S206中，系统控制器107针对在S206中创建的各个分割区域直方图，计算累积直方图的累积频率为规定值(在图7的例子中为80％)的亮度值YHi_n(n＝1～分割数；在图7的例子中为16)，作为部分区域的高光溢出量。

在S207中，系统控制器107对亮度值YHi_n超过预定阈值Y_B_Th的区域数量YH_BNum计数。然后，系统控制器107根据区域数量YH_BNum和预定阈值之间的相对大小关系，确定整个图像的动态范围扩大量(D+(背景))。

具体地，例如，当预定阈值是按降序的ThYH_BNum6～ThYH_BNum0时，如下确定整个图像的动态范围扩大量。

D+(背景)＝校正等级6/3级(在YH_BNum＞ThYH_BNum6的情况下)

D+(背景)＝校正等级5/3级(在ThYH_BNum6≥YH_BNum＞ThYH_BNum5的情况下)

D+(背景)＝校正等级4/3级(在ThYH_BNum5≥YH_BNum＞ThYH_BNum4的情况下)

D+(背景)＝校正等级3/3级(在ThYH_BNum4≥YH_BNum＞ThYH_BNum3的情况下)

D+(背景)＝校正等级2/3级(在ThYH_BNum3≥YH_BNum＞ThYH_BNum2的情况下)

D+(背景)＝校正等级1/3级(在ThYH_BNum2≥YH_BNum＞ThYH_BNum1的情况下)

D+(背景)＝校正等级0级(在ThYH_BNum1≥YH_BNum的情况下)

换言之，系统控制器107判断为，图像中高光溢出区域的面积越大，动态范围扩大量越大。

注意，确定高光溢出区域的方法不限于这里所述的使用累积直方图的方法，并且可以使用其它任意方法。

在S208中，系统控制器107确定最终的动态范围扩大量。这里，在面部检测成功的情况下，系统控制器107通过比较在S205和S207中确定的动态范围扩大量，确定最终的动态范围扩大量。例如，系统控制器107可以将面部区域的动态范围扩大量和整个图像的动态范围扩大量中较大的扩大量，确定为最终的动态范围扩大量。

可选地，系统控制器107可以根据由操作单元12中所包括的模式拨盘等所设置的拍摄模式，将面部区域的动态范围扩大量和整个图像的动态范围扩大量其中之一确定为最终的动态范围扩大量。例如，在拍摄人物的拍摄模式(例如，肖像模式)的情况下，可以将面部区域的动态范围扩大量确定为最终的动态范围扩大量，而在拍摄风景的拍摄模式(例如，风景模式)的情况下，可以将整个图像或背景区域的动态范围扩大量确定为最终的动态范围扩大量。

此外，可以根据场景判断结果控制动态范围扩大量。例如，当判断为场景是背光场景时，背景区域的动态范围扩大量可以扩大至2级(6/3级)，否则停止在1级(3/3级)。

此外，可以采用除选择面部区域的动态范围扩大量和整个图像的动态范围扩大量其中之一、并将其确定为最终的动态范围扩大量以外的方法。例如，还可以根据面部区域的动态范围扩大量的大小和整个图像的动态范围扩大量的大小来确定最终的动态范围扩大量。

图10A～10D示出根据面部区域的动态范围扩大量的大小和整个图像的动态范围扩大量的大小所确定的最终的动态范围扩大量的具体示例。

在图10A～10C所示的例子中，针对各拍摄模式改变所确定的最终的动态范围扩大量的值。例如，在面部区域的动态范围扩大量是1/3级、并且整个图像的动态范围扩大量是0/3级的情况下，在自动模式(图10A)和肖像模式(图10C)下最终的动态范围扩大量是1/3级，并且在风景模式(图10B)下最终的动态范围扩大量是0级。

注意，在图10A～10C所示的例子中，背景图像的动态范围扩大量直到1级(3/3级)。

图10D示出根据场景判断结果所确定的最终的动态范围扩大量的范围变化的示例。在该例子中，如果判断为场景是背光场景，则面部区域的动态范围扩大量保持直到3/3级，但背景区域的动态范围扩大量扩大至直到6/3级。

系统控制器107将如上所述确定的动态范围扩大量存储在缓冲存储器103中，并且在进行摄像时参考所存储的量。例如，在待机时，可以每固定帧数的EVF图像或每固定时间段，进行一次用于确定动态范围扩大量的操作，并且将最新的动态范围扩大量存储在缓冲存储器103中。

场景判断

接着，将说明本实施例的摄像设备中的场景判断操作。

尽管没有特别限制由本实施例的摄像设备所判断的场景的类型，然而这里将说明用于判断有无人物、夜间场景、蓝天场景、黄昏场景、背光场景和微距拍摄的操作作为例子。

在本实施例中，由系统控制器107基于以下来执行场景判断。

-从测光传感器或所拍摄图像获得的被摄体亮度(Bv值)等的曝光信息

-利用自动调焦操作所获得的被摄体距离信息

-通过白平衡控制所获得的色温信息

-由颜色评价值获取电路132所获得的各块的颜色评价值

-由直方图创建电路130所获得的直方图

-从姿态传感器133的输出所获得的图像传感器的姿态信息

夜间场景判断

如果满足所有以下条件(A1)～(A3)，则判断为场景是夜间场景。

(A1)Bv值小于或等于0[EV]。

(A2)根据各块的颜色评价值计算出的整个图像的平均亮度值小于或等于规定值。

(A3)在自图像上部起的规定范围内，根据颜色评价值所获得的平均亮度和平均饱和度满足以下条件的块的百分比大于或等于规定百分比。

-平均亮度小于或等于规定值Y_Th_night

-平均饱和度小于或等于规定值C_Th_night

注意，可以基于姿态传感器133的输出判断图像的上部和下部。

此外，这些条件可以根据Bv值的范围而变化。

此外，可以考虑是否安装了三脚架。在包括用于校正照相机抖动的振动检测传感器的摄像设备的情况下，可以基于该振动检测传感器的输出来判断是否安装了三脚架。还可以基于所拍摄图像内被摄体的运动来判断是否安装了三脚架。在判断为安装了三脚架的情况下，与普通夜间场景区分开，可以判断为该场景是三脚架夜间场景。

例如，在不具有人物的三脚架夜间场景的情况下，由于很少担心照相机抖动或被摄体模糊，因此可以进行降低ISO感光度和进行长曝光等的曝光控制。

此外，在具有人物的三脚架夜间场景的情况下，期望进行曝光和闪光灯调光的控制，从而使面部区域和背景的亮度最优化。

此外，由于作为进行长曝光的结果，阴影趋于突出且噪声趋于增大，因此通过使暗部的色调特性变平(降低至低色调水平)来获得良好图像。

蓝天场景判断

如果满足所有以下条件(B1)～(B4)，则判断为场景是蓝天场景。

(B1)Bv值大于或等于5[EV]。

(B2)拍摄时的被摄体距离大于或等于规定值(即，不是微距拍摄)。

(B3)色温在规定色温范围内。

(B4)在自图像上部起的规定范围内，根据颜色评价值所获得的平均亮度、平均色相和平均饱和度满足以下条件的块的百分比大于或等于规定百分比。

-平均亮度在规定范围内(≥Y_Th_Sky_Low、≤Y_Th_Sky_Hi)

-平均色相在规定范围内(≥Hue_Th_Sky_Low、≤Hue_Th_Sky_Hi)

-平均饱和度在规定范围内(≥C_Th_Sky_Low、≤C_Th_Sky_Hi)

此外，这些条件可以根据Bv值的范围而变化。

例如，在不具有人物的蓝天场景的情况下，认为场景是风景照片的可能性高。由于该原因，当进行增强蓝色和其它颜色等的整个图像的饱和度以及增大对比度等的处理时，获得良好图像。

此外，在具有人物的蓝天场景的情况下，认为场景是风景快照的可能性高。由于该原因，在增强蓝色饱和度的情况下限制增强肌肤色附近的饱和度时，获得适当图像，并且进行AE和色调特性设置，使得面部的曝光和色调最优化。

黄昏场景判断

如果满足所有以下条件(C1)～(C7)，则判断为场景是黄昏场景。

(C1)Bv值大于或等于7[EV]。

(C2)拍摄时的被摄体距离大于或等于规定值(即，不是微距拍摄)。

(C3)根据颜色评价值计算出的整个图像的平均亮度值小于或等于规定值。

(C4)平均亮度大于或等于规定值的高亮度块的百分比大于或等于规定百分比。

(C5)根据颜色评价值所获得的平均亮度、平均色相和平均饱和度满足以下条件的块的百分比大于或等于规定百分比。

-平均亮度在规定范围内(≥Y_Th_Sunset_Low、≤Y_Th_Sunset_Hi)

-平均色相在规定范围内(≥Hue_Th_Sunset_Low、≤Hue_Th_Sunset_Hi)

-平均饱和度在规定范围内(≥C_Th_Sunset_Low、≤C_Th_Sunset_Hi)

(C6)不满足以下条件其中之一的块的数量小于或等于规定值。

-黄昏场景判断的条件(C5)

-蓝天场景判断的条件(B4)

-平均饱和度小于或等于规定值

-平均亮度大于或等于规定值(高亮度块)

-平均亮度小于或等于规定值(低亮度块)

(C7)颜色评价值中的色相和饱和度的直方图具有大于或等于规定值的方差。

此外，这些条件可以根据Bv值的范围而变化。还可以基于颜色评价值来消除模糊区域。

如果判断为场景是黄昏场景，则当连同进行AE控制以略微曝光不足一起，进行红色和橘色的饱和度的增强以及云等的高色温方向上的WB设置时，获得良好图像。

背光场景判断

(1)检测到面部的情况

如果根据与面部区域相对应的块的颜色评价值得出的平均亮度和根据其它块的颜色评价值得出的平均亮度之间的差大于或等于规定EV值，则判断为场景是具有人物的背光场景。

(2)未检测到面部的情况

如果AE控制在固定时间段内收敛，则如图5B所示，按从外侧开始的顺序将整个图像分割成四类区域A～D，并且根据与各个区域相对应的块的颜色评价值，计算各个区域的平均亮度值。

将区域A的平均亮度值与区域B～D各自的平均亮度值进行比较，并且如果检测到大于或等于规定EV值的差，则判断为该场景是不具有人物的背光场景。

除这里所述的方法以外，可以使用通过将CCD-RAW图像分割成块所获得的亮度信息或者直方图信息。

本实施例中的背光场景判断涉及检测二维亮度图案，并且不同于如当检测高光溢出时所进行的检测各块或各区域的亮度的高光溢出程度。因此，背光场景判断和高光溢出检测是不同的处理。

然而，由于认为判断为背光场景的场景具有高亮度部分中的色调丢失的可能性高，因此如果判断为场景是背光场景，则可以通过增大动态范围扩大量来获得良好图像。

微距拍摄判断

可以基于聚焦的被摄体距离来判断场景是否涉及微距拍摄。例如，可以参考预置的对应关系表，根据调焦透镜的位置来获得被摄体距离。如果被摄体距离小于或等于规定值，则判断为该场景涉及微距拍摄。

由于当在近距离处进行闪光灯拍摄时出现高光溢出的可能性高，因此如果判断为场景涉及微距拍摄，则期望进行曝光控制，使得闪光灯尽可能少地发光。此外，在进行闪光灯拍摄的情况下，可以配置设置，使得信号处理电路140使用使高亮度部分变平的色调特性，从而确保高光部分的色调不易饱和。

图13A和13B是示出本发明的摄像设备中的实际摄像处理的操作的流程图。

注意，假定在拍摄静止图像待机期间，系统控制器107例如使用上述方法，根据EVF图像以规则间隔确定动态范围扩大量。在本实施例中，可以利用以1/3级的增量从0/3级到3/3级这四级，确定动态范围扩大量(AE目标值的减小量)。注意，可以任意设置动态范围扩大量的每级的范围和大小。此外，例如，当半按下操作单元112中所包括的快门按钮、并且输入摄像准备指令时，系统控制器107使用EVF图像以及AF控制和AE控制的结果，执行上述场景判断处理。

在拍摄静止图像待机期间，响应于全按下操作单元112中所包括的快门按钮并输入摄像开始指令，系统控制器107开始以下处理。

在S400中，系统控制器107判断其在场景判断时是否判断为场景是黄昏场景。如果判断为场景是黄昏场景，则在S408中，系统控制器107计算黄昏场景的曝光校正量，并且不计算动态范围扩大量。另一方面，如果判断为场景不是黄昏场景，则在S401中，系统控制器107从缓冲存储器103获取紧挨输入摄像开始指令之前所确定的动态范围扩大量。

在S402中，系统控制器107判断所获取的动态范围扩大量、即AE目标值的减小量是否能够通过AFE电路150中的感光度调整(CDS增益电路和VGA增益电路的控制)来实现。可以通过将AFE电路150能够调整的感光度的范围和在S401中获取的动态范围扩大量进行比较来进行该判断。在不能够进行相当于动态范围扩大量的感光度减小(增益减小)的情况下，系统控制器107判断为动态范围扩大量不能够仅通过AFE电路150的感光度调整来实现。

在动态范围扩大量能够通过AFE电路150的感光度调整来实现的情况下，在S404中，系统控制器107计算增益设置作为摄像条件。注意，没有特别限制在该设置中组合CDS增益和VGA增益的方式，并且可以以任意组合进行设置。

另一方面，如果判断为动态范围扩大量不能够仅通过AFE电路150的感光度调整来实现，则系统控制器107基于即使AFE电路150进行可用的增益控制也依然剩余的不足的增益量，来改变曝光条件(S405)。具体地，系统控制器107计算用于实现不足的增益量的曝光校正量。

这里的曝光校正是负校正(minus correction)，并且可以通过缩小光圈、增大快门速度或插入中性密度滤光片(ND滤光片)等的普通方法来实现。

在S406中，系统控制器107判断是否可以进行在S405中计算出的曝光校正。例如，在不具有ND滤光片的摄像设备中，在通过自动曝光控制已经设置了最高快门速度和最小光圈(最大光圈值)的情况下不能够进行曝光的负校正。此外，当进行闪光灯摄像时，在已经设置了可设置的最高快门速度的情况下不能够增大快门速度。这同样适用于已经确定了最大快门速度的情况。注意，由于如果处于光圈优选AE模式、则期望不改变由用户所设置的光圈值，因此如果快门速度已经处于最高设置，则可以判断为不可以进行负校正。这同样适用于处于快门优先AE模式的情况。

如果判断为不可以进行与增益调整之后剩余的不足的增益量相当的曝光的负校正，则在S407中，系统控制器107将动态范围扩大量修改为通过感光度调整和曝光校正可实现的最大值。然后，系统控制器107计算在AFE电路150中要设置的增益量，并且根据需要进一步计算曝光校正量。

在S409中，系统控制器107在AFE电路150的CDS增益电路152和VGA增益电路154中设置作为摄像条件的增益量。此外，在进行曝光校正的情况下，系统控制器107根据曝光校正量，改变依赖于AE结果的曝光参数(快门速度、光圈和ND滤光片使用等的设置)，并且在镜头设备200中将改变后的曝光参数设置为摄像条件。

在S410中，系统控制器107进行静止图像拍摄(实际曝光)。

在S411中，系统控制器107判断在实际曝光之前的处理中是否已经扩大动态范围。这里，如果动态范围扩大量是0级、或者如果在S400中判断为场景是黄昏场景，则系统控制器107判断为尚未扩大动态范围。

在S412中，系统控制器107判断其在实际曝光之前的场景判断处理时是否判断为场景是夜间场景。如果判断为场景是夜间场景，则在S415中，系统控制器107选择依赖于动态范围扩大量的夜间场景的色调特性。如果判断为场景不是夜间场景，则在S413中，系统控制器107根据实际曝光用的图像计算直方图，并且在S414中，系统控制器107确定动态范围缩小量(D-量)。

图14A和14B示出当判断为场景是夜间场景时所选择的色调特性的例子。如图所示，通过使暗部的特性相对于正常色调特性变平(相对于输入亮度值的增加率降低输出亮度值的增加率)，可以使暗部中的噪声没那么明显，并且获得具有清晰阴影的适当图像作为拍摄夜间场景时的图像。

当然，这些色调特性可以根据感光度、光圈和变焦位置等而变化。例如，由于当释放光圈时镜头的外围亮度趋于下降，因此可以降低使阴影变平的程度。

在S416中，系统控制器107在信号处理电路140中设置依赖于动态范围扩大量的色调特性(除扩大量为0或判断为场景是黄昏场景的情况以外)、在S415中选择出的夜间场景的色调特性或者依赖于在S414中确定的动态范围缩小量的色调特性。

图11A示出本实施例中的动态范围的概念图。

在本实施例中，将动态范围定义为图像传感器的饱和信号量亮度相对于适当亮度的比。该适当亮度是当进行自动曝光控制(AE)时的亮度目标值水平，并且例如，如果AE模式是平均测光模式，则该适当亮度相当于画面亮度的平均值。

因此，可以如下定义动态范围。

动态范围＝传感器的饱和信号量亮度/AE目标值

注意，这里的AE目标值基于在由AFE电路150进行感光度调整之前来自图像传感器101的输出信号。

AE目标值可以根据AE模式而变化，并且即使在评价测光模式和点测光模式的情况下，也可以使用各模式的AE目标值。

图11B示出AE目标值、饱和信号值和动态范围之间的关系的示例。

从图11B明显可见，可以通过减小AE评价值来增大动态范围。

图12A和12B示出本实施例的信号处理电路140中的色调特性的示例设置。

示出了在将动态范围扩大量设置为正常(0/3级)、+1/3级、+2/3级和+3/3级这四级的情况下的色调特性(亮度校正量)的示例设置。

这里，与各个动态范围扩大量相对应的AE目标值与图11B所示的AE目标值相同。如图12A和12B所示，设置色调特性，使得无论动态范围扩大量如何，在对各动态范围扩大的AE目标值进行色调校正之后的AE目标值将是不扩大动态范围的正常AE目标值。

如使用图11A和11B所述，可以通过减小AE目标值来扩大动态范围。然而，单纯减小AE目标值导致曝光不足，并且所拍摄图像将是暗的。由于该原因，根据动态范围扩大量，通过在信号处理电路140中进行色调校正从而使所拍摄图像数据变亮，可以在适当地设置所拍摄图像的亮度(曝光)的情况下扩大动态范围。

注意，在本实施例中，示出以下结构：通过色调校正来补偿由于AE目标值减小所引起的所拍摄图像的亮度下降，然而可以使用查找表等的不同方式来进行相同的亮度校正。

还可以控制用于校正白平衡的白平衡系数的增益等的增益、以及用于确定饱和信号量的限幅量。换言之，即使在对通过减小曝光量或减小AFE增益已降低了增益的图像信号进行A/D转换之后，通过下游信号处理电路来增大增益、并且使限幅量扩大(饱和信号量增加)增益的增大量，也获得相同的效果。

这里，将说明感光度设置(AFE电路150的增益设置)和图像传感器101的饱和之间的关系。

通常，控制应用至图像传感器的输出信号的增益，使得输出相对于光量和照相机的曝光值(输入)，满足规定关系。

然而，对于图像传感器的光电二极管中能够存储的电荷量，存在上限。由于该原因，当以降低图像传感器的ISO感光度为目的，降低由AFE电路150所应用的增益时，已应用了增益之后的最大信号量也下降。因此，饱和信号量也随着增益的下降而下降。

因而，对于增大图像传感器的感光度，可以忽略噪声的放大而配置期望的感光度设置，而对于降低感光度，存在因饱和信号量所产生的限制值。

在图13B的S409中，在不能够降低感光度的情况下，经常是在摄像设备中已经设置了可设置的最小感光度的情况。这意味着，应用至图像传感器的输出信号的增益已经减小至相当于最小感光度的值。由于该原因，不能够通过控制AFE电路150的增益进一步降低感光度。因此，在本实施例中，在不能够通过控制AFE电路150的增益来实现AE目标值(感光度)要减小的目标量的情况下，通过曝光校正来实现感光度的进一步降低。

用于在信号处理电路140中对当以通过曝光控制减小了的感光度进行摄像时所获得的暗图像进行色调校正以校正亮度的操作最终与增加感光度相同，并且由于在进行色调校正时也放大噪声，因而产生图像质量劣化。

然而，在本实施例中，在能够通过AFE电路150的增益控制实现与动态范围扩大量相对应的ISO感光度减小的情况下，优选利用增益控制来减小ISO感光度。在不能够仅通过增益控制实现与动态范围扩大量相对应的ISO感光度减小的情况下，使增益减小至最小值，并且利用曝光校正来补偿感光度减小不足的量。在这种情况下，即使噪声在进行色调校正时被放大，由于AFE电路150的增益已经减小至相当于最小感光度的水平，因而噪声自身也不显著。由于该原因，可以使图像质量劣化最小化。

图15是示出根据本发明实施例的摄像设备中用于确定动态范围缩小量(D-)的操作的流程图。图15所示的操作与图13B中在S413中获取直方图以及在S414中确定动态范围缩小量的操作相对应。

在S501中，系统控制器107针对缓冲存储器103中所存储的CCD-RAW图像数据，将各个颜色R、G和B的白平衡系数(WB系数)相乘。可以根据从实际摄像得出的图像计算出这里所使用的WB系数，或者可以根据紧挨实际摄像之前的EVF图像计算出这些WB系数。注意，在后一情况中，在实际摄像中的闪光灯拍摄的情况下，可以使用依赖于闪光灯的色温的WB系数或D55光源或日光的WB系数。

将WB系数相乘使得能够精确地检测到各颜色的饱和量，并且即使对于特定颜色饱和的被摄体也能够进行检测。

在S502中，系统控制器107使用直方图创建电路130，获取与通过将WB系数相乘所获得的图像有关的各颜色的累积直方图。

在S503中，系统控制器107针对各颜色，获取累积直方图的频率为规定值(例如，80％)的亮度值Y_Hp，作为高光亮度值。

在S504中，系统控制器107利用以下等式，针对各颜色计算相对于预定饱和目标值Sat_TargetY的增益值Gain_yhp。

Gain_yhp＝Sat_TargetY/Y_hp

然后，系统控制器107将针对各颜色计算出的Gain_yhp值中的最小增益值设置为与最终的动态范围缩小量相对应的增益值Gain_yhp。

在S505中，系统控制器107选择与在S504中计算出的增益值相对应的色调特性参数。

图16示出依赖于在S504中计算出的增益值Gain_yhp的最终值和ISO感光度的最终增益增大量之间的关系的示例。

在本实施例中，存在四个最终增益增大量，即0、1.12、1.25和1.41，并且系统控制器107分别选择以下。

1.12→相当于曝光增加1/6级的色调特性

1.25→相当于曝光增加1/3级的色调特性

1.41→相当于曝光增加1/2级的色调特性

图17A和17B示出增益增大量和色调特性设置值之间的关系。曝光增加1/6级与AE目标值增加1/6级相同。因而，动态范围缩小处理校正通过实际曝光所获得的图像的色调特性，并且使图像变亮依赖于最终增益增大量的级数。

在本实施例中，通过改变色调特性设置来改变动态范围缩小量，然而还可以通过使用查找表等控制WB系数来改变动态范围缩小量。

此外，在本实施例中，对进行实际曝光时的RAW图像进行直方图分析，并且确定动态范围缩小量。然而，与确定动态范围扩大量相同，可以在对EVF图像进行直方图分析并确定动态范围缩小量之后进行曝光控制。在这种情况下，由于无需使用色调特性来增大增益，因此可以在不存在由于增益增大所引起的噪声放大的情况下缩小动态范围。

然而，还存在例如闪光灯拍摄时等在进行实际曝光之前不能够判断图像的高光溢出程度的情况。由于该原因，可以在基于当闪光灯未发光时的EVF图像确定动态范围缩小量之后进行曝光控制，并且也可以使用分析当闪光灯发光时通过实际曝光所获得的图像的结果来进行曝光控制。

图18示出在根据本发明实施例的摄像设备中与场景判断结果相应的在曝光控制、动态范围扩大处理(D+)、动态范围缩小处理(D-)和夜间场景的色调特性的设置之间的关系的示例。注意，在本实施例中，如果尚未扩大动态范围，则进行动态范围缩小处理。因此，在图18中，D+和D-这两者的○(或◎)的指示都表示可以执行D+或D-，并且不表示进行这两者。

如果判断为场景是夜间场景并且不包括人物(面部检测电路120未检测到面部)，则进行适合于基于EVF图像所确定的动态范围扩大量的动态范围扩大处理。此外，如上所述，选择使暗部变平的色调特性。

另一方面，由于在夜间场景的情况下暗部的面积大，因此当使用直方图的亮度信息等进行动态范围缩小处理时，选择增大感光度的色调特性。然而，由于与正常场景相比较、拍摄到略微暗的图像是适当的，因此对于夜间场景不进行动态范围缩小处理(D-)。

另一方面，如果判断为场景是夜间场景并且包括人物，则进行动态范围扩大处理或动态范围缩小处理，并且不选择夜间场景的色调特性。

如果夜间场景中包括人物，则当选择夜间场景的色调特性时，由于面部上的对比度增加过大、并且面部的暗部的色调特性变平，因此不能够获取适当的图像。此外，如果夜间场景中包括人物，则经常进行闪光灯拍摄，但在如利用变焦透镜的远摄端进行摄像的情况等的被摄体距离长的情况下，闪光灯的光经常没有充分到达被摄体。由于该原因，进行动态范围缩小处理使得能够针对人物的面部区域等获取到适当的图像。

如果判断为场景是黄昏场景并且不包括人物，则进行曝光控制，使得相对于在实际曝光中进行正常拍摄时，图像将曝光不足，并且禁止动态范围扩大处理。

当判断为场景是黄昏场景时，太阳经常出现在视角中。由于该原因，由于自动曝光控制的结果趋于朝向曝光不足，因此进一步进行负校正并扩大动态范围的效果被减弱。相反，动态范围扩大处理(D+)可能增大ISO感光度，在这种情况下，噪声被放大并且产生不适当图像的可能性增加。此外，控制饱和度，使得增强红色。

此外，在黄昏场景中包括人物的情况下，如果闪光灯不发光，则不能够控制面部的亮度。因此，通过连同实现面部优先的曝光确定(面部优先AE)一起，进行动态范围扩大处理(D+)或动态范围缩小处理(D-)，可以获取适当的图像。

另一方面，如果黄昏场景中包括人物并且闪光灯发光，则可以通过控制闪光灯调光来控制面部的亮度。由于该原因，与不包括人物的情况相同，可以通过进行摄像时的曝光不足、并禁止动态范围扩大处理，来获取适当的图像。此外，在黄昏场景中包括人物的情况下，为了不影响肌肤色调，不进一步增强红色。

如果判断为场景是背光场景并且不包括人物，则该场景经常是十分亮的。换言之，经常是由摄像设备已经设置了低ISO感光度和高快门速度的情况。结果，不能够进行动态范围扩大处理的可能性高。如果不包括人物并且主被摄体是风景，则噪声较少的图像更适当。

另一方面，在包括人物的情况下，该人物经常处于阴影中或室内暗的场所，并且阳光场所或室外区域形成背景。因而，在例如单个拍摄场景中混合有不同的光源的情况下，1级的动态范围扩大量经常是不足的。此外，在快照等的情况下，拍摄面部和背景是更适当的。

因而，在背光场景的情况下，通过在包括人物的情况下增大动态范围扩大量、并且在不包括人物的情况下不增大动态范围扩大量，来拍摄良好图像。例如，在正常场景判断结果的情况下，动态范围扩大量最大为1级，而在背光场景中包括人物的情况下，动态范围扩大量增大至例如2级。

当然，无需说明，可以根据ISO感光度增大至的程度来确定在动态范围扩大处理中所确定的扩大量的上限。例如，可以进行控制，从而在以高感光度拍摄的亮度水平的情况下增大动态范围扩大量，并且在其它情况下减小动态范围扩大量。

在判断为场景是蓝天场景的情况下，除增强蓝色饱和度以外，进行与正常场景相同的处理。

然而，在判断为场景是蓝天场景、并且在蓝色部分中具有高亮度的青色色相方向上存在许多块的情况下，可以扩大动态范围扩大量的上限。这使得能够在积极判断天空部分中的高光溢出程度时，确定动态范围扩大量。

此外，在肖像场景的情况下，连同人物优先AE一起进行动态范围扩大或缩小处理。

在正常模式(即，不是夜间场景、黄昏场景或背光场景，并且没有检测到人物)的情况下，可以通过在ISO感光度无变化的范围内进行动态范围扩大处理、并且仅以低ISO感光度进行动态范围缩小处理，来抑制噪声增大。

在判断为场景是蓝天场景(无人物)的情况下，除增强蓝色饱和度以外，处理与正常场景相同。

然而，在判断为场景是蓝天场景、并且在蓝色部分中具有高亮度的青色色相方向上存在许多块的情况下，可以扩大动态范围扩大量的上限。这使得能够在积极判断蓝色部分中的高光溢出程度时，确定动态范围扩大量。

其它实施例

在上述实施例中，说明了以下情况：在静止图像拍摄时应用根据本发明的动态范围扩大，但是当进行EVF图像拍摄或运动图像拍摄时同样可以应用根据本发明的动态范围扩大。在这种情况下，调整设置参数的时刻，使得AFE电路150的增益控制(和根据需要的曝光校正)以及信号处理电路140中的色调校正应用于同一图像。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims

1.一种摄像设备，包括：

场景判断部件，用于基于与在拍摄静止图像之前所拍摄的运动图像有关的信息，进行场景判断；以及

控制部件，用于控制所述摄像设备以拍摄图像，并且基于来自所述场景判断部件的输出，执行如下两个处理之一：动态范围扩大处理，用于以减小了的ISO感光度拍摄静止图像，并对所拍摄的静止图像应用用于补偿ISO感光度的减小的色调校正；以及动态范围缩小处理，用于拍摄静止图像，并基于所述运动图像或所拍摄的静止图像的高亮度部分的特性，对所拍摄的静止图像应用用于增大所拍摄的静止图像的低亮度部分的亮度的色调校正。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

所述场景判断部件对如下至少之一进行判断：有无人物、是否是夜间场景、是否是蓝天场景、是否是黄昏场景、是否是背光场景以及是否是微距拍摄。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

所述控制部件用于在所述场景判断的结果不表示不进行所述动态范围扩大处理的预定场景的情况下，执行所述动态范围扩大处理。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

所述控制部件用于在所述场景判断的结果表示不进行所述动态范围扩大处理的预定场景的情况下以及在所述动态范围扩大处理中ISO感光度的减小量为0的情况下，执行所述动态范围缩小处理。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

在所述动态范围扩大处理中，进行了所述场景判断的图像的高光溢出量越大，所述控制部件所确定的ISO感光度的减小量越大。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

所述控制部件用于在所述动态范围缩小处理中，对所拍摄的静止图像应用色调校正，使得所拍摄的静止图像的累积直方图的频率为规定值的亮度值是与所述摄像设备中所包括的图像传感器的饱和信号量相对应的亮度值。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，

所述控制部件用于在所述场景判断中判断为场景是夜间场景的情况下，执行如下夜间场景处理：该夜间场景处理应用用于减小低亮度部分中的输入-输出特性的增加率的色调校正。

8.一种摄像设备的控制方法，包括：

场景判断步骤，用于基于在拍摄静止图像之前所拍摄的运动图像，进行场景判断；以及

控制步骤，用于控制摄像操作，

其中，在所述控制步骤中，基于在所述场景判断步骤中进行所述场景判断的结果，执行如下两个处理之一：动态范围扩大处理，用于以减小了的ISO感光度拍摄静止图像，并对所拍摄的静止图像应用用于补偿ISO感光度的减小的色调校正；以及动态范围缩小处理，用于拍摄静止图像，并基于所述运动图像或所拍摄的静止图像的高亮度部分的特性，对所拍摄的静止图像应用用于增大所拍摄的静止图像的低亮度部分的亮度的色调校正。