JP2000307940A

JP2000307940A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2000307940A
Application number: JP11110281A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshida; 英明吉田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】外光下のストロボ撮影において主要被写体と
背景との双方に適正なホワイトバランス調節などの画質
調節を行うに際して、意図しない破綻画像の撮影を防止
することができるようにした撮像装置を提供する。【解決手段】複数回の露光によって得られた複数の撮
影画像に基づいて一つの記録画像を生成する手段と、該
記録画像生成手段による記録画像生成過程において撮影
画像の各部分領域に対してそれぞれ異なるホワイトバラ
ンス調節などの画質調節を行う領域対応型画質調節手段
と、撮像に関するぶれを検出する手段と、所定レベル以
上のぶれを検出した場合に各部分領域に対するそれぞれ
異なる画質調節を禁止する制御を行う制御手段とを備え
て撮像装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理機能を
備えた撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるビデオカメラは言うまでもな
く、近年普及するに至ったメモリカード等を記録媒体と
したディジタルカメラに代表される、主として静止画の
記録装置として構成された電子スチルカメラなど、撮像
素子を用いて被写体像を撮影し電気信号の形で記録する
電子撮像装置は広く知られている。

【０００３】電子撮像装置は、その信号が電気回路によ
って処理可能であることから、その記録画像の生成に際
しては画質向上のための様々な画像処理が行われている
が、通常は旧来の銀塩フィルムカメラシステムの画質に
対して未だ劣ることの多いその画質を補うに留まってい
る。

【０００４】これに対して、画質向上のための画像処理
を行うに際して、領域によって異なる処理を施せば様々
な可能性が広がる。このような観点から試みられている
技術もいくつかは存在している。例えば特開平８−５１
６３２号公報には、ストロボ撮影画像と外光のみでの撮
影画像との輝度比較に基づいて、ストロボ撮影画像のホ
ワイトバランス制御をブロック単位で処理する、領域対
応型ホワイトバランス処理技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、人工照明下で
外光も取り入れたストロボ撮影を行うと、人物などの主
要被写体と背景の照明色温度が異なるため、それぞれ色
の異なった画像が得られる。主要被写体と背景で色調が
異なる画像は、不自然で不具合である。この問題に対し
て、銀塩フィルムカメラにおいて撮影時に対策を施すこ
とは、原理的に不可能である。電子撮像装置において
は、画像処理技術を利用することが考えられ試みられて
いる。

【０００６】具体的には、上記公報開示の従来例は、本
撮影であるストロボ撮影画像と、これと同じ露出条件に
おける外光のみでの撮影画像との比較に基づいて、スト
ロボ撮影画像のホワイトバランス制御をブロック単位で
処理することで、ストロボ光が主に寄与したブロック
と、外光が主に寄与したブロックとで異なるホワイトバ
ランス制御を行って、上記不具合の解決を試みている。
しかしながら、この方法はその基本思想は優れているも
のの、いくつかの点で不具合を有している。

【０００７】中でも最大の問題点は、撮影時の手ぶれが
生じた場合に誤動作が生じ、これに全く対処することが
できないことである。すなわち、手ぶれ（カメラぶれ）
によって２画像にずれが生じた場合には、被写体の濃淡
（反射率の大小）を反映して同一画素（画素ブロック）
における２画像のレベルが異なることになるから、上記
公報開示の従来例のような単純なレベル比較によってブ
ロック処理を行うと、この画像のずれによるレベル差を
ストロボ光の有無によるレベル差と区別できないから、
誤ったホワイトバランス設定を生じてしまうという問題
があった。この現象が生じた場合、絵柄によっては上記
処理ブロック毎にばらばらなモザイク状あるいはチェッ
カーフラグ状などのホワイトバランス設定となってしま
い、画像として完全に破綻してしまう。

【０００８】本発明は、従来の撮像装置における上記問
題点を解決するためになされたもので、外光下のストロ
ボ撮影において主要被写体と背景との双方に適正なホワ
イトバランス調整などの画質調節を行うに際して、意図
しない破綻画像の撮影を防止することができるようにし
た撮像装置を提供することを目的とする。請求項毎の目
的を述べると、請求項１に係る発明は、複数の撮影画像
の比較に基づいた部分領域処理に際して生じる意図しな
い破綻画像の生成を回避できるようにした撮像装置を提
供することを目的とする。請求項２に係る発明は、意図
しない破綻画像の生成を自動的に回避することができる
ようにした撮像装置を提供することを目的とする。請求
項３に係る発明は、意図しない破綻画像の生成の回避を
撮影者の判断（選択）により実行できるようにした撮像
装置を提供することを目的とする。請求項４に係る発明
は、ぶれ方の変化による誤動作をなくすと共にカメラぶ
れだけでなく被写体自体の動きぶれにも対応できるよう
にした撮像装置を提供することを目的とする。請求項５
に係る発明は、ホワイトバランス調節に関して破綻を回
避しつつ部分領域処理を行うことが可能な撮像装置を提
供することを目的とする。請求項６に係る発明は、階調
特性調節に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行う
ことが可能な撮像装置を提供することを目的とする。請
求項７に係る発明は、周波数特性調節に関して破綻を回
避しつつ部分領域処理を行うことが可能な撮像装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、複数回の露光によって得ら
れた複数の撮影画像に基づいて記録等の利用対象画像で
ある一つの記録画像を生成する記録画像生成手段と、該
記録画像生成手段による記録画像生成過程において撮影
画像の各部分領域に対してそれぞれ異なる画質調節を行
う領域対応型画質調節手段と、撮像に関わるぶれを検出
するぶれ検出手段と、該ぶれ検出手段が所定レベル以上
のぶれを検出した場合に、所定の異常処理制御を行う制
御手段とを備えて撮像装置を構成するものである。

【００１０】このように構成した撮像装置においては、
ぶれ検出手段が所定レベル以上のぶれを検出した場合
に、所定の異常処理制御を行う制御手段を備えているの
で、複数の撮影画像の比較に基づいた部分領域処理に際
して生じる意図しない破綻画像の生成を回避することが
可能となる。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に係る撮
像装置において、前記所定の異常処理は、前記領域対応
型画質調節手段による各部分領域に対するそれぞれ異な
る画質調節を禁止する処理であることを特徴とするもの
である。このような異常処理を行うことにより、意図し
ない破綻画像の生成を自動的に回避することが可能とな
る。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１に係る撮
像装置において、前記所定の異常処理は、表示又は発音
等の警告処理であることを特徴とするものである。この
ような異常処理を行うことにより、意図しない破綻画像
の生成の回避を撮影者の判断により実行可能となる。

【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に係る撮像装置において、前記ぶれ検出手段
におけるぶれ検出は、前記複数の撮影画像の解析に基づ
いて行われるように構成されていることを特徴とするも
のである。このように複数の撮影画像を用いて、すなわ
ち実撮影時の情報をそのまま用いてぶれ検出を行うよう
にしているので、ぶれ方の変化による誤動作を防止する
ことができ、また別個のセンサを用いるものではないの
で、カメラぶれだけでなく被写体自体の動きぶれにも対
応することができる。

【００１４】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に係る撮像装置において、前記領域対応型画
質調節手段は、色調節手段であることを特徴とするもの
である。このように構成することにより、ホワイトバラ
ンス調節に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行う
ことが可能となる。

【００１５】請求項６に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に係る撮像装置において、前記領域対応型画
質調節手段は、階調特性調節手段であることを特徴とす
るものである。このように構成することにより階調特性
調節に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行うこと
が可能となる。

【００１６】請求項７に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に係る撮像装置において、前記領域対応型画
質調節手段は、周波数特性調節手段であることを特徴と
するものである。このように構成することにより周波数
特性調節に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行う
ことが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に実施の形態について説明す
る。図１は、本発明に係る撮像装置（ディジタルカメ
ラ）の実施の形態を示すブロック構成図である。図１に
おいて、１はレンズ系、２はレンズ駆動機構、３は露出
制御機構、４はフィルタ系、５はＣＣＤ撮像素子、６は
ＣＣＤドライバ、７はＡ／Ｄ変換器を含むプリプロセス
回路、８はディジタルプロセス回路で、ハードとしてメ
モリを含み、全てのディジタルプロセス処理を行うもの
である。９はメモリカードインターフェース、10はメモ
リカード、11はＬＣＤ画像表示系、12は主たる構成とし
てマイコンを含むシステムコントローラ、13は操作スイ
ッチ系、14は表示用ＬＣＤ及び発音ブザーを含む操作表
示系、15はストロボ、16はレンズドライバ、17は露出制
御ドライバである。なお、撮像装置には、この他に図示
しないぶれ検出手段やレリーズボタンなどが設けられて
いる。

【００１８】このように構成されているディジタルカメ
ラにおいて、主要な動作である領域の弁別設定、ホワイ
トバランス処理、画像の選択又は合成による利用対象画
像である記録画像の生成等は、全てディジタルプロセス
回路８をシステムコントローラ12が制御することによっ
て行い、また必要に応じてシステムコントローラ12は露
出制御ドライバ17を制御することで、ストロボ発光も含
めた露出動作を行うようになっている。また本実施の形
態に係るディジタルカメラは、撮影モードとして従来の
オートホワイトバランス撮影に相当するＡＷＢモード
と、本実施の形態独自のＨＷＢ(Hyper White Balance）
モードとを切り換え可能に有しており、操作スイッチ13
によって撮影に先立ち、これを切り換え選択することが
できるようになっている。また、以下の説明におけるカ
メラ制御は、全てシステムコントローラ12が各部を適宜
制御することによって実行される。したがって、本発明
の特徴的構成である部分領域処理の禁止や警告等は、こ
のシステムコントローラ12が具体的にこれを実行する。
その際、操作者に対する警告等については操作表示系14
を介して行うようになっている。

【００１９】まず初めに、被写体の変化や手ぶれは無視
し得る場合における動作について説明する。ＨＷＢモー
ドにおいて撮影者がレリーズボタンを操作すると、まず
１回目の露光がストロボ照射を伴って行われる。このと
き絞り及びシャッタの制御については、領域判別処理の
方法によっていくつか態様が考えられるが、本実施の形
態においては、本撮影の露出値にかかわらず絞りは開
放、露出時間はストロボ発光時間を下回らない範囲で最
短時間に設定される。そして、ストロボ発光光量は公知
のフラッシュマチックや測光等の技術により適正に調光
させるようになっている。絞りを開放にすることで、ス
トロボ光の到達限界をより長くすることができ、また露
出時間を短くすることで外光の影響を低下させることが
できる。このとき得られた画像を第１画像とする。な
お、以下において背景は主要被写体より充分遠方にある
ものと仮定する。したがって、背景に到達するストロボ
光は主要被写体に比して充分小さい。

【００２０】上記１回目の露光に引き続き２回目の露光
を、本来意図した露出条件で直ちに行う。ただし、この
際ストロボ発光は行わない。このとき得られた画像を第
２画像とする。ここでは、被写体の変化や手ぶれは無視
し得るから、第１及び第２画像としては実用上全く同じ
構図の画像が得られている。

【００２１】第２画像が図２の（Ａ）に示すような画像
であるとすれば、第１画像は図２の（Ｂ）に示すように
背景部がほぼ暗黒になった画像のようになる。すなわ
ち、上記した如く第１画像においては露出時間が最短に
設定されているから、外光による露光はほとんど無視で
きる。また背景は遠方にあるから、ストロボによる露光
レベルは小さい。この第１画像に対して、画素単位で所
定レベルに対するレベル比較を行い、所定レベル以上で
ある画素位置を主要被写体領域として登録し、他の所定
レベル未満の画素位置を背景領域として登録する。先に
外光による露光はほとんど無視できると述べたが、現実
には若干の露光はあり得るし、ストロボによる背景露光
も存在するから、このレベル比較処理によって、この影
響を確実に除去するものである。なお、上記１回目の露
出の際のストロボ調光レベルを、通常撮影におけるそれ
よりも高めに設定すれば、主要被写体における低反射率
部分に対する誤判別の可能性を低減することができ、こ
の比較処理における領域設定をより確実なものにするこ
とができる。

【００２２】続いて、各画像に対するホワイトバランス
調節を従来公知の方法により行う。第１画像に対しては
ストロボ光に対して適正になるように、第２画像に対し
ては外光に対して適正になるように行われる。次に、記
録画像生成としての画像合成を行う。すなわち第１画像
の主要被写体領域の画像と、上記第２画像の背景領域の
画像とを組み合わせて、最終的な一つの記録画像とす
る。この結果、主要被写体と背景との双方に適正なホワ
イトバランス調節がなされた一つのストロボ撮影画像が
得られる。

【００２３】以上が、被写体の変化や手ぶれは無視し得
る場合のＨＷＢモード撮影動作の主たる例であるが、こ
の動作に関しては、次に示すような変形例が考えられ
る。第１の変形例としては、露光の処理に関するものが
挙げられる。上記ＨＷＢモード撮影動作の主たる例で
は、第１の画像の露光に際して外光を排除すべく設定し
たが、背景が上記で仮定したよりも近くに存在するよう
な場合は、誤動作を生じる可能性がある。これに対処す
るには、第１露光と第２露光で外光に対する露出レベル
を等しくし、領域設定の場合の条件として、２画像のレ
ベル比較を行うことが考えられる。このようにすること
により、ストロボ光と外光の寄与がどの程度かを具体的
に考慮して主要被写体と背景とを弁別することが可能に
なる。具体例として、ストロボ光の寄与度が外光のそれ
以上である領域を主要被写体とするケースを挙げてお
く。この際に重要なのは、あくまでも露出レベルである
から、絞り値・露光時間個別の値自体は、露出値ＥＶ
（Exposure Value）一定の条件のもとであれば、任意に
設定可能である。ストロボ発光の無駄を押さえ到達距離
を伸ばす観点からは、より絞りを開く制御が一つの好適
例となる。

【００２４】第２の変形例としては、第１露光及び領域
設定処理は、上記ＨＷＢモード撮影動作の主たる例と同
様に行い、第２露光に際してもストロボを発光させて、
本来目的とする本露光の露出条件で行うものが挙げられ
る。この場合、記録画像の生成にあたっては、第１の画
像を用いず、第２の画像に対して主要被写体と背景で領
域毎に異なるホワイトバランス処理を行うことが可能で
あるため、画像合成等の処理を必要としない。

【００２５】次に、被写体の動きや手ぶれが所定量以上
存在した場合における動作について説明する。後述のぶ
れ検出手段により所定量以上のぶれを検知した場合、シ
ステムコントローラ12はＨＷＢモードが選択されている
状態であっても、内部的な制御状態としては、そのモー
ドによる撮影制御を禁止し、従来のオートホワイトバラ
ンス撮影に相当するＡＷＢモードと同等の撮影制御を行
う。これと同時に、その旨を操作表示系14の構成要素で
ある表示用ＬＣＤに表示し、同じく操作表示系14の構成
要素である発音ブザーで報知する。したがって、この場
合にも破綻した画像は記録されることがない。そして、
ＨＷＢモードの効果を得ることはできないものの、その
ことを操作表示系14により撮影者が認識することができ
るから、適当な対応を図ることが可能になる。

【００２６】次に、ぶれ検出手段について説明すると、
まず第１の方式として、加速度センサや角速度センサな
どの公知のカメラぶれセンサを使用することが考えられ
る。この場合は、被写体ぶれ自身は検出できないが、レ
リーズボタン操作に先立つ待機状態においてもぶれを検
知できる。第２の方式として、レリーズボタン操作に先
立つ待機状態においても事前に撮像素子をいわゆるムー
ビー駆動しておき、連続的に得られる画像信号を公知の
画像ぶれ検出手段によって解析する方式が採用できる。
この方式によれば、事前にカメラぶれによるものも被写
体自身の動きによるものも検知できる。これら第１及び
第２の検出方式によるぶれ検出手段は、上記ＨＷＢモー
ド撮影動作がどのような動作の場合でも採用可能であ
る。

【００２７】一方、上記ＨＷＢモード撮影動作が上記変
形例のような動作の場合は、ＨＷＢモード撮影動作のた
めに得られた上記第１及び第２画像の情報によって、ぶ
れ検出手段を構成することも可能である。すなわち、第
１変形例の場合には、ＨＷＢモード撮影動作において背
景領域に設定された部分に関して画素毎に第１画像と第
２画像のレベル比較を行い、その画像の一致度が充分高
くなければ、ぶれと判断する。この場合、第１画像をそ
のまま従来のＡＷＢ処理し記録画像とすれば、これがそ
のまま上記「従来のオートホワイトバランス撮影に相当
するＡＷＢモードと同等の撮影制御」を行ったことにな
る。

【００２８】同様に第２変形例の場合には、ＨＷＢモー
ド撮影動作において主要被写体領域に設定された部分に
関して、画素毎に第１画像と第２画像のレベル比較を行
い、その画像の一致度が充分高くないときにぶれと判断
して、第２画像をそのまま従来のＡＷＢ処理し記録画像
とすればよい。（但し、この場合のレベル比較には外光
の影響を考慮する必要がある。）このように第１及び第
２画像の情報によってぶれ検出を行うことにより、ぶれ
方の変化による誤動作がなくなり、また別個のセンサを
用いるものではないので、カメラぶれだけでなく被写体
自体の動きぶれにも対応でき、２つの長所を両立させる
ことができる。

【００２９】以上のように、本実施の形態によれば実用
上ぶれがない場合には、主要被写体と背景のいずれにも
それぞれホワイトバランスの合った高画質な画像が得ら
れ、ぶれが存在する場合でも記録される画像の破綻を防
ぐことができる。

【００３０】なお、上記実施の形態及びその変形例以外
にも、様々な変形例が考えられる。例えば、所定量以上
のぶれを検知した場合もＨＷＢモード撮影を禁止せず、
これを警告／表示するだけでもよい。この場合、撮影者
は画像が破綻するリスクを犯してもＨＷＢモード撮影を
するか、通常のＡＷＢモードに切り換えるかを自らの責
任で自由に決定することができる。

【００３１】特に、本発明が着目する被写体の動き（ぶ
れ）によって生じる画像処理の破綻は、ホワイトバラン
ス処理に限るものではなく、露光タイミングの異なる複
数の撮影画像の比較参照による部分領域処理を行う場合
に共通の課題であることは明らかであり、なお且つ、本
発明はぶれ検出手段によって所定量以上のぶれを検知し
た際に、部分領域処理を禁ずるか警告することによって
この課題を解決しているから、このような原理の部分領
域処理であれば、その具体的処理内容を問わずに応用し
ても、そのまま有効であることは明らかである。その具
体例としては、ホワイトバランスに限らぬ任意の部分的
色補正処理、階調特性の部分的な処理、周波数特性の部
分的な処理に応用することができ、そのまま同様な効果
が得られる。

【００３２】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、外光下のストロボ撮影において主
要被写体と背景との双方に適正なホワイトバランス調節
などの画質調節を行うに際して、意図しない破綻画像の
撮影を防止することができるようにした撮像装置を実現
することができる。特に請求項１に係る発明によれば、
ぶれ検出手段が所定レベル以上のぶれを検出した場合に
所定の異常処理制御を行う制御手段を備えているので、
複数の撮影画像の比較に基づいた部分領域処理に際して
生じる意図しない破綻画像の生成を回避することが可能
となる。また請求項２に係る発明によれば、意図しない
破綻画像の生成を自動的に回避することが可能となる。
また請求項３に係る発明によれば、意図しない破綻画像
の生成の回避を撮影者の判断により実行可能となる。ま
た請求項４に係る発明によれば、複数の撮影画像の解析
に基づいてぶれ検出を行うように構成しているので、ぶ
れ方の変化による誤動作をなくすと共にカメラぶればか
りでなく被写体自体の動きぶれにも対応できる。また請
求項５に係る発明によれば、ホワイトバランス調節に関
して破綻を回避しつつ部分領域処理を行うことが可能と
なる。また請求項６に係る発明によれば、階調特性調節
に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行うことが可
能となる。また請求項７に係る発明によれば、周波数特
性調節に関して破綻を回避しつつ部分領域処理を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図２】ストロボ照射（発光）を伴わない露光による第
２画像とストロボ照射を伴う露光による第１画像を示す
概略図である。

【符号の説明】１レンズ系２レンズ駆動機構３露出制御機構４フィルタ系５ＣＣＤ撮像素子６ＣＣＤドライバ７プリプロセス回路８ディジタルプロセス回路９メモリカードインターフェース 10 メモリカード 11 ＬＣＤ画像表示系 12 システムコントローラ 13 操作スイッチ系 14 操作表示系 15 ストロボ 16 レンズドライバ 17 露出制御ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数回の露光によって得られた複数の撮
影画像に基づいて記録等の利用対象画像である一つの記
録画像を生成する記録画像生成手段と、該記録画像生成
手段による記録画像生成過程において撮影画像の各部分
領域に対してそれぞれ異なる画質調節を行う領域対応型
画質調節手段と、撮像に関わるぶれを検出するぶれ検出
手段と、該ぶれ検出手段が所定レベル以上のぶれを検出
した場合に、所定の異常処理制御を行う制御手段とを備
えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】前記所定の異常処理は、前記領域対応型
画質調節手段による各部分領域に対するそれぞれ異なる
画質調節を禁止する処理であることを特徴とする請求項
１に係る撮像装置。
【請求項３】前記所定の異常処理は、表示又は発音等
の警告処理であることを特徴とする請求項１に係る撮像
装置。
【請求項４】前記ぶれ検出手段におけるぶれ検出は、
前記複数の撮影画像の解析に基づいて行われるように構
成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項に係る撮像装置。
【請求項５】前記領域対応型画質調節手段は、色調節
手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項に係る撮像装置。
【請求項６】前記領域対応型画質調節手段は、階調特
性調節手段であることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に係る撮像装置。
【請求項７】前記領域対応型画質調節手段は、周波数
特性調節手段であることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に係る撮像装置。