JP2000308068A

JP2000308068A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2000308068A
Application number: JP11108785A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshida; 英明吉田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
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を行うこと
ができるようにした撮像装置を提供する。【解決手段】ストロボ等の被写体照明装置を含む露出
手段と、該露出手段を制御する露出制御手段と、照明装
置による照射を行って撮像した画像の情報に基づいて画
像領域全体から主要被写体領域と背景領域とを弁別して
設定する領域設定手段と、設定された主要被写体領域と
背景領域に対して適正なホワイトバランス調節を行う手
段とで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】すなわち、まず主要被写体領域と背景領域
とを弁別して領域設定する領域設定手段を有していない
から、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被
写体の領域認識（主要被写体領域か、背景領域かの弁
別）を伴わない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。

【０００８】また、上記従来例においては処理がブロッ
ク単位で単純に行われているから、処理に伴うブロック
歪みが生じる。すなわち、処理ブロック内に主要被写体
と背景との境界が存在した場合には、そのブロックのホ
ワイトバランス処理は上記公報記載の例に従えばブロッ
ク代表画素の比較結果に基づいて行われるから、そのブ
ロック全体についてストロボに基づく処理か外光に基づ
く処理かの二者択一的設定となる。したがって、少なく
とも上記被写体境界を含むブロック内には、本来受ける
べきものとは異なるホワイトバランス調整を受ける画素
が生じ、隣の（被写体境界を含まないため、全ての画素
が適正なホワイトバランス調整を受けた）ブロックとの
ブロック境界では、色の段差が発生してしまうという問
題があった。また、比較する２画像の与え方も「ストロ
ボの有無だけが異なる同じ露出条件（同じ絞り値、同じ
露出時間）」を必須としているから、適用できる被写体
条件範囲が狭くなってしまうということも問題であっ
た。

【０００９】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
イトバランス調節を行う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、弁別設定した被写体画像
の各領域毎に異なる画質調整を行ったり、各領域を抜き
出した画像の合成等を行える撮像装置を実現することを
目的とする。請求項２に係る発明は、従来の被写体の領
域認識を伴わないブロック処理時における誤動作の発生
を防止できるようにした撮像装置を実現することを目的
とする。請求項３に係る発明は、請求項２に係る撮像装
置において、回路構成や制御等を容易にすることを目的
とする。請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る
撮像装置において、背景が主要被写体に比較的近い場合
にも適用できるようにすることを目的とする。請求項５
に係る発明は、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を行う
ことが可能な撮像装置を実現することを目的とする。請
求項６に係る発明は、ホワイトバランス調節処理を行う
場合に従来技術の有するブロックひずみの問題を容易に
解決できるようにした撮像装置を実現することを目的と
する。

【００１０】

【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、被写体照明装置を含む露出
手段と、該露出手段を制御する露出制御手段と、少なく
とも前記照明装置による照射を行って撮像した第１の画
像の情報に基づいて、画像領域全体から主要被写体領域
と背景領域とを弁別して領域設定する領域設定手段とを
備えて撮像装置を構成するものである。

【００１１】このように構成した撮像装置においては、
主要被写体領域と背景領域とを弁別して設定できるの
で、各領域毎に異なるホワイトバランス等の画質調整を
行ったり、各領域を抜き出した画像の合成等の画像処理
を行うことが可能となる。

【００１２】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、少なくとも前記第１の画像と、該第１
の画像とは別の少なくとも外光に起因する露光成分を実
質的に含む露出条件で撮像した第２の画像との２画像の
うちの一つを選択することによって、又はこれらの２画
像を合成することによって、記録等の利用対象画像であ
る第３の画像を生成する記録画像生成手段と、該記録画
像生成手段による前記第３の画像の生成過程において、
前記領域設定手段により設定された前記主要被写体領域
と背景領域に対してそれぞれ異なる画質調節を行う画質
調節手段とを更に備えていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】このように構成した撮像装置においては、
弁別された各領域を考慮して各領域毎に異なる画質調節
を行い画像生成が行われるので、従来技術における「被
写体の領域認識（主要被写体領域か背景領域かの弁別）
を伴わない単純なレベル比較によってブロック処理する
ため、手ぶれ等に起因する画像のずれによって誤動作を
生ずる」という問題を解決することができる。

【００１４】請求項３に係る発明は、請求項２に係る撮
像装置において、前記露出制御手段は、前記第１の画像
の撮像に当たっては外光の影響を排除するために、実質
露光時間を前記第２の画像の撮像時よりも小さくし、前
記記録画像生成手段は前記第２の画像を選択することに
より前記第３の画像を生成するように構成されているこ
とを特徴とするものである。このように構成することに
より、画像生成に際して画像合成等の処理を必要としな
いから、回路構成や制御を簡単にすることができる。

【００１５】請求項４に係る発明は、請求項２又は３に
係る撮像装置において、前記露出制御手段は、前記第１
の画像の撮像と前記第２の画像の撮像とが同じ露出値に
なるように前記露出手段を制御し、前記領域設定手段は
前記第１の画像と前記照明装置による照射を伴わずに撮
像した第２の画像との比較に基づいて前記主要被写体領
域の弁別設定を行うように構成されていることを特徴と
するものである。このように構成した撮像装置において
は、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が弁別されるので、背景が主
要被写体に比較的近い場合にも適用することができる。

【００１６】請求項５に係る発明は、請求項２に係る撮
像装置において、前記画質調節手段は、ホワイトバラン
ス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、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
調節を行うことができる。

【００１７】請求項６に係る発明は、請求項５に係る撮
像装置において、前記領域設定手段による領域の設定
は、色処理に関する画像の最小単位以下の単位でなされ
てい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処理においては、
従来技術の被写体境界に起因するブロックひずみの発生
を有効に防止することができる。

【００１８】

【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
しないレリーズボタンなどが設けられている。

【００１９】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。

【００２０】まず初めに、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。

【００２１】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。多くの撮影においては、この２回の露光
間の時間差を充分小さく設定すれば、被写体の変化や手
ぶれは無視し得るから、以下当面の説明にあたっては第
１及び第２画像は実用上全く同じ構図の画像が得られて
いるものとして説明する。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】なお、上記説明においては、２つの画像は
実用上全く同じ構図の画像であるとしたが、上記実施の
形態で示したようなやり方で主要被写体と背景を弁別し
て領域設定して処理すれば、仮に手ぶれによって２画像
に多少のずれを生じても、被写体境界付近を除けば上記
従来例のような不具合は生じない。被写体境界付近につ
いても、領域設定は第１画像のみに基づいて行っている
から、少なくとも主要被写体に関しては不具合のない適
正なホワイトバランス調節がなされている。これは上記
領域設定を前提とした処理の直接的効果の一つの顕れで
ある。

【００２５】また、上記実施の形態では領域設定処理を
画素毎に行うようにしたものを示した。これは上述のよ
うに、一般のブロック処理では被写体境界に起因するブ
ロックひずみが生じるためであるが、目的がホワイトバ
ランス処理である限り、その処理単位は必ずしも撮像素
子の画素やメモリの画素そのものである必要はなく、例
えば色帯域制限の関係で色信号処理の最小単位が複数の
画素単位であるような系の場合は、その色信号処理単位
以下であればよいということである。

【００２６】以上本発明について上記実施の形態に基づ
いて説明を行ったが、上記実施の形態には次に示すよう
な様々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。上記実施の形態
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、背景が上記実施の形態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。

【００２７】第２の変形例としては、第１露光及び領域
設定処理は、上記実施の形態と同様に行い、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。

【００２８】

【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
を行う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、主要被写
体領域と背景領域とを弁別して設定できるので、各領域
毎に異なるホワイトバランス等の画質調節を行ったり、
各領域を抜き出した画像の合成等の処理を行うことの可
能な撮像装置を実現することができる。また請求項２に
係る発明によれば、弁別された各領域を考慮して各領域
毎に異なる画質調節を行い画像生成が行われるので、従
来技術における「被写体の領域認識を伴わない単純なレ
ベル比較によってブロック処理するため、手ぶれ等に起
因する画像のずれによって誤動作を生ずる」という問題
を解決することができる。また請求項３に係る発明によ
れば、画像生成に際して画像合成等の処理を必要としな
いので、回路構成や制御等を簡単にすることができる。
また請求項４に係る発明によれば、ストロボ光と外光と
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
景とを弁別可能となり、背景が主要被写体に比較的近い
場合でも適用可能となる。また請求項５に係る発明によ
れば、画質調節手段としてホワイトバランス調節手段を
用いているので、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節を行
うことが出来る。また請求項６に係る発明によれば、ホ
ワイトバランス調節処理においては、ブロック処理の場
合に被写体境界に起因して発生するブロックひずみの発
生を有効に防止することができる。

【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】被写体照明装置を含む露出手段と、該露
出手段を制御する露出制御手段と、少なくとも前記照明
装置による照射を行って撮像した第１の画像の情報に基
づいて、画像領域全体から主要被写体領域と背景領域と
を弁別して領域設定する領域設定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】少なくとも前記第１の画像と、該第１の
画像とは別の少なくとも外光に起因する露光成分を実質
的に含む露出条件で撮像した第２の画像との２画像のう
ちの一つを選択することによって、又はこれらの２画像
を合成することによって、記録等の利用対象画像である
第３の画像を生成する記録画像生成手段と、該記録画像
生成手段による前記第３の画像の生成過程において、前
記領域設定手段により設定された前記主要被写体領域と
背景領域に対してそれぞれ異なる画質調節を行う画質調
節手段とを更に備えていることを特徴とする請求項１に
係る撮像装置。
【請求項３】前記露出制御手段は、前記第１の画像の
撮像に当たっては外光の影響を排除するために、実質露
光時間を前記第２の画像の撮像時よりも小さくし、前記
記録画像生成手段は前記第２の画像を選択することによ
り前記第３の画像を生成するように構成されていること
を特徴とする請求項２に係る撮像装置。
【請求項４】前記露出制御手段は、前記第１の画像の
撮像と前記第２の画像の撮像とが同じ露出値になるよう
に前記露出手段を制御し、前記領域設定手段は前記第１
の画像と前記照明装置による照射を伴わずに撮像した第
２の画像との比較に基づいて前記主要被写体領域の弁別
設定を行うように構成されていることを特徴とする請求
項２又は３に係る撮像装置。
【請求項５】前記画質調節手段は、ホワイトバランス
調節手段であることを特徴とする請求項２に係る撮像装
置。
【請求項６】前記領域設定手段による領域の設定は、
色処理に関する画像の最小単位以下の単位でなされてい
ることを特徴とする請求項５に係る撮像装置。