JP2003101876A - ストロボ調整機能を有するカメラ - Google Patents
ストロボ調整機能を有するカメラInfo
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
- G03B15/02—Illuminating scene
- G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
- G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
- H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B2215/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
- G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Stroboscope Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 局所的な明るい領域を含む写真撮影時にカメ
ラのストロボ・エネルギーを適正に設定する。 【解決手段】 カメラのストロボ・エネルギーを設定す
る方法であって、 ａ）事前設定されたストロボ・エネルギーを使用してシ
ーンの第１の試験的な写真を撮影する段階（８０４）
と、ｂ）周囲照明だけを使用して前記シーンの第２の試
験的な写真を撮影する段階（８０１）と、ｃ）前記第２
の試験的な写真の飽和画素を識別する段階（８０３）
と、ｄ）前記第２の試験的な写真の飽和画素に関する情
報を、前記第１の試験的な写真からの情報と組み合わせ
て、最終写真のストロボ・エネルギーを計算する方法を
提供する。こうして、局所的な明るい領域を含む場合の
写真撮影が適切に行える。
ラのストロボ・エネルギーを適正に設定する。 【解決手段】 カメラのストロボ・エネルギーを設定す
る方法であって、 ａ）事前設定されたストロボ・エネルギーを使用してシ
ーンの第１の試験的な写真を撮影する段階（８０４）
と、ｂ）周囲照明だけを使用して前記シーンの第２の試
験的な写真を撮影する段階（８０１）と、ｃ）前記第２
の試験的な写真の飽和画素を識別する段階（８０３）
と、ｄ）前記第２の試験的な写真の飽和画素に関する情
報を、前記第１の試験的な写真からの情報と組み合わせ
て、最終写真のストロボ・エネルギーを計算する方法を
提供する。こうして、局所的な明るい領域を含む場合の
写真撮影が適切に行える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、写真に関
し、より具体的には、フラッシュまたはストロボを使用
する写真に関する。 【０００２】 【従来の技術】カメラは、写真の露出を適切にする様々
な技術を使用する。一般に、カメラは、選択されたカメ
ラ設定を使用してシーンの１つまたは複数の試験的な写
真を作成する。露出レベルを改善するために、そのよう
な試験的な写真を解析し、シーンから捕捉する光の量な
らびに露出を調整する方法を決定する。次に、カメラ
は、最終写真を撮影する前に、適正な露出が達成される
ようにいくつかの設定のどれかを調整する。 【０００３】調整することができるカメラ設定には、シ
ャッタ時間（機械式または電子式）、レンズ口径比、カ
メラ内の信号の電子増幅の設定（システム利得と呼ばれ
ることがある）、シーンの周囲光を補うためにストロボ
をたくかどうかの設定、ストロボをたく場合にストロボ
にどれだけのエネルギーを供給するかどうかの設定があ
る。場合によっては、適正な露光を達成するために、カ
メラのユーザがいくつかまたはすべての設定を指定し、
カメラに残りの設定を調整させることがある。 【０００４】行うべき調整を決定するために、カメラ
は、適正な露出の定義を想定し、カメラ内にはそれぞれ
可能な調整が最終写真の露出にどのように影響するかの
情報が組み込まれている。 【０００５】ストロボが使用される場合、ストロボに供
給するエネルギーの適正な量を決定する方法が必要であ
る。ストロボに供給するエネルギーが多いほど、ストロ
ボが出す光が多くなり、その結果写真の露出が明るくな
る。 【０００６】この発明において、写真は、カメラによっ
て捕捉されるシーンの数値表現でよく、シーンの印刷表
現である必要がない。 【０００７】適正なストロボ・エネルギーを決定する一
般的な方法は、既知の量に設定されたストロボ・エネル
ギーで試験的な写真を撮影することである。得られた写
真を調べ、その露光品質を評価する。調整が必要な場合
は、ストロボ・エネルギーの新しい値を決定する。次
に、計算したエネルギー値を使用して最終写真を撮影す
る。露光量が多すぎるために、試験的な写真のいくつか
の領域が完全に露出されていることが分かったときは、
最終写真に使用されるエネルギー・レベルを、試験的な
写真に使用したストロボ・エネルギーから減らすことが
できる。領域が完全に露出されたという１つのしるし
は、写真のその領域内の画素データが飽和されているこ
とである。飽和することは、それらの画素を表すディジ
タル値が、カメラが示すことができる最高値であり、そ
れらの画素に光を追加してもディジタル値が高くならな
いことを意味する。 【０００８】しかしながら、この方法は、シーンが、グ
レア反射などのきわめて明るい光の小さい領域あるいは
照明設備やランプなどの自己発光光源を含むときには、
良好な結果が得られないときがある。カメラは、きわめ
て明るい領域が、試験的な写真で使用されたストロボ・
エネルギーの結果であると想定し、シーンの他の部分を
適正に露出するのに必要なストロボ・エネルギーの量を
実際よりも低く評価する場合がある。代替として、カメ
ラは、明るい領域をシーン全体の十分な照明として解釈
し、追加のストロボを必ずしも使用しないように選択す
ることがあり、それにより写真が露出不足なることがあ
る。いずれの場合も、写真は、適正に露出されない。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】撮影しようとするシー
ンが、小さくてきわめて明るい領域を含むときにストロ
ボ・エネルギーを適正に設定する技術が必要である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】カメラのストロボ・エネ
ルギーを調整して露出を改善する。周囲光だけを使用し
たシーンの試験的な露出を得る。周囲光だけの試験的な
写真で完全に露出または飽和されることが分かった画素
は、最終写真に適切なストロボ・エネルギーの計算にお
いてあらかじめ考慮される。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、カメラのブロック図を示
す。レンズ（１０１）は、シーン（図示せず）から光を
収集する。収集された光は、センサ（１０３）上にシー
ンの像を形成するように方向変更される（１０２）。セ
ンサは、ＣＣＤ素子、ＣＭＯＳセンサなどのセンサアレ
イでよい。レンズの動作は、マイクロプロセッサ・シス
テムを含む論理ユニット（１１０）からの制御信号（１
１３）によって制御されることがある。同様に、センサ
の動作は、論理ユニット（１１０）からの制御信号（１
０５）によって制御されることがある。画像情報信号
（１０４）が、センサから論理ユニット（１１０）に流
れる。 【００１２】フラッシュまたはストロボ（１０６）を利
用して、シーンに追加の光（１０７）を提供することが
できる。ストロボは、ストロボ電子回路（１０８）によ
って操作され、ストロボ電子回路（１０８）は、論理ユ
ニット（１１０）によって制御される。カメラは、画像
データを表示することができる表示装置（１０９）を含
むことができる。カメラは、画像データの記憶と呼び出
しならびに他の装置（図示せず）とのデータ交換のため
の記憶装置（１１１）を含むことができる。カメラのユ
ーザは、カメラの動作に影響を与えるように、様々な制
御入力（１１２）を操作することができる。 【００１３】図２は、きわめて明るい光の小さい領域を
含むシーンの写真を示す。このケースでは、点灯された
ランプが写真に含まれている。この写真から、写真の作
成に使用されたカメラが、写真を暗くしすぎる設定を使
用したことは明らかである。露出に影響を及ぼすカメラ
設定を変更するよりよい方法によって、写真を大幅に改
善することができる。 【００１４】ディジタル・カメラ、またはフィルム・カ
メラ用の露出センサは、本質的に、撮影する写真ごとに
数値表現を生成する。カメラは、「画素」または「ピク
セル」と呼ばれる写真内の各場所ごとに、その場所にお
けるシーンの明るさを示す数値を記録する。この場合、
得られるシーンの表現は、数の配列である。配列内の場
所は、特定の画素すなわちシーン内の場所に対応し、各
配列場所に記憶された数は、その場所におけるシーンの
明るさを表す。 【００１５】また、カメラは、任意に、撮影しようとし
ているシーンの各画素位置における色に関する情報を記
録することができる。本発明を説明するために、各画素
の輝度についてのみ考察する。画素の輝度の高さは、色
情報から計算することができる。例えば、多くのカメラ
は、画素の輝度に対する赤色波長、緑色波長および青色
波長の光の寄与率を示す３つの成分を使用して画素の色
を表す。画素の全輝度は、赤、緑、および青の寄与率の
和として、重み付けされた和として、あるいは色情報の
他の組合せとして計算されることがある。当該技術分野
において、色情報から画素の輝度を計算する様々な方法
が周知である。本発明が、各画素に関する輝度情報だけ
を記録するカメラと色情報も記録するカメラとに等しい
機能を提供することは、当業者には容易に明らかになる
であろう。 【００１６】写真の露出を解析する一般的な有用なツー
ルは、露出ヒストグラムである。図３は、図２に示した
シーンの露出ヒストグラムを示す。露出ヒストグラム
は、カメラの露出範囲を様々な「ビン（ｂｉｎ）」（領
域）に分割し、次に画像から各ビンに入る画素がいくつ
かあるかをカウントすることによって構成される。例え
ば、図２を生成するために使用されたカメラは、画素の
輝度を０から１，０２３の値として表わすことができ
る。図３のヒストグラムは、この輝度範囲を６４のビン
に区分している。したがって、ビン０（３０１）は、画
像内の０〜１５の範囲の輝度値を有する画素の総数を収
集する。ビン１（３０２）は、画像内の１６から３１の
範囲の輝度値を有する画素の総数を収集する。これ以後
のビンも同じパターンに従い、１，００８から１，０２
３の輝度値を有する画像画素の総数を収集するビン６３
（３０３）で終わる。 【００１７】ビン６３（３０３）に入る輝度値を有する
画素は、完全に露出または飽和されている。そのような
画素の露出を高くしても、ビン内にある画素に影響はな
い。カメラは、１，０２３を超える輝度値を記録するこ
とができない。１，００８以上の輝度値になるレベルよ
りも明るい画素は、常に、ビン６３（３０３）に入る。
そのような画素は、写真の露出が高くなっても応答しな
い。 【００１８】しかしながら、そのような画素の露出を低
くする場合、それらの輝度値が低く扱われることがあ
り、そのうちのいくつかまたはすべての画素が、小さい
番号のビンでカウントされることがある。 【００１９】一般に、最も小さい番号のビン内の画素の
数を最少にし、また写真の飽和画素の数を最少にするこ
とは、これらの両方の画素数が多いと写真情報の損失に
結びつくことがあるため、望ましい。カメラは、一般
に、写真の画素の大部分を代表的なシーンの平均輝度を
表すビンに入れるようにストロボ・エネルギーを調整
し、同時にさらに両端のビン内の画素の数を最少にする
ようにストロボ・エネルギーを調整しようとする。 【００２０】撮影しようとするシーンがきわめて明るい
光の小さい領域を含むときは、従来のストロボ・エネル
ギー選択方法では写真の品質の低下に結びつくので、画
像内の飽和画素の数を最少にすることが望ましい。図２
の写真は、既知のストロボ・エネルギー設定で試験的に
写真を撮影し、得られた画像の露出ヒストグラムを解析
し、ストロボ・エネルギーの新しい値を計算し、次に最
終写真を撮影する従来の方法によって撮影された。 【００２１】図４に、試験的な写真の露出ヒストグラム
を示す。画像内の画素の大部分は、小さい番号のビンに
入るが、ほぼビン２〜２２（４０１）にも分散される。
ビン６３（４０２）に入る１，９７３の飽和画素がなけ
れば、これは、適切に露出された写真を示す。カメラ
は、写真の品質を高めるために、飽和画素が過度のスト
ロボ・エネルギーによるものであると仮定し、したがっ
て図２の最終写真を撮影する前にストロボ・エネルギー
を減少させた。 【００２２】試験的な写真が、ＣＣＤ二次標本抽出によ
る最終写真と異なる数の画素を有する場合があることに
注意されたい。 【００２３】図３に、図２の画像の露出ヒストグラムを
示す。得られた画像は、画素が、ヒストグラムのビン６
とそれよりも小さい番号のビン（３０４）に入り、露出
不足の写真を示すことが分かる。しかしながら、かなり
の数の画像画素が、まだビン６３（３０３）に入ってお
り、ストロボ・エネルギーの低下によって画素の飽和が
なくならなかったことを示す。 【００２４】このように、従来の方法によって露出不足
の写真が得られた。 【００２５】ディジタル・コンピュータを使用してこの
写真を処理して、露出を修正することができる。しかし
ながら、露出を改善するために必要な画像の修正は、一
般に、画像内の目障りなノイズを明らかにしたり強調し
たりするため、この手法は、不十分なこともある。 【００２６】さらに良い解決策は、写真を撮影するとき
にカメラが写真を適正に露出する方法を見つけることで
ある。 【００２７】本発明の実施例において、２つの試験的な
写真が撮影され、１つは、ストロボを使用せずにシーン
からの周囲光だけを使用して撮影され、１つは事前設定
されたストロボ・エネルギー設定を使用して撮影され
る。この両方の試験的な写真に使用される露出設定は、
露出時間、レンズ口径、システム・ゲインなど、最終画
像にストロボが使用されたときに使用される設定と同じ
でよい。これらの設定は異なるものでもよく、その場
合、正確な比較のために得られた露出ヒストグラムが調
整されることがある。 【００２８】周囲光のみの写真の露出ヒストグラムに飽
和画素があるか検査される。飽和画素が見つかった場合
は、この試験的な写真にはストロボが使用されていない
ため、それら飽和画素は、試験的なストロボによるもの
ではありえない。必然的に、飽和画素は、シーン自体内
のきわめて明るい領域によるものでなければならない。
したがって、そのような画素は、ストロボ・エネルギー
の変化に対応せず、最終写真に使用するストロボ・エネ
ルギーを計算するときあらかじめ考慮されても無視され
てもよい。 【００２９】例えば、図５は、ストロボなしで撮影した
ときの図２に示したシーンの露出ヒストグラムを示す。
この露出ヒストグラムは、一般に露出不足の画像を示す
が、１，６４９の飽和画素（５０１）を有する。ストロ
ボを使用しなかったので、これらの画素は、シーン内に
含まれている光源によって飽和され、ストロボ・エネル
ギーの変化に対応しない。 【００３０】この結果が、次に、試験的なストロボで撮
影された同じシーンの露出ヒストグラム（図３の情報）
と組み合わされる。図４では、図５よりも３２４個だけ
多い画素が飽和されている。本発明では、カメラは、ス
トロボ出力をわずか３２４個の飽和画素を含む露出ヒス
トグラム（試験的なストロボの露出ヒストグラムの残り
の部分と共に）に基づいて計算し、したがって最終写真
を撮影する前に出力がほんのわずかに減少する。 【００３１】図６に、本発明による最終写真の露出ヒス
トグラムを示す。図３で飽和された画素と類似の割合の
画素が飽和され（６０１）、シーンの露出ヒストグラム
が、従来の方法によって撮影されるが、写真が全体とし
て前よりも良い状態で露出されている。 【００３２】サンプルの実施形態は、ストロボ・エネル
ギーを計算する手順のステップの増やすが、カメラが写
真を撮影するのに必要な時間は必ずしも増えないことが
ある。一般に、ストロボ・エネルギーに関連しない様々
な理由のために、最終写真のためにいくつかのシーンの
試験的な写真が撮影される。周囲光だけの画像の飽和画
素の数を決定するためにそのような他の試験的な写真の
うちの１つが使用される可能性もあり、したがって、増
えたステップは、カメラが追加の写真を撮影することを
必ずしも必要としない。 【００３３】図８は、本発明の実施例のフローチャート
を示す。ステップ８０１で、カメラ・ストロボを使用せ
ずに、シーンの試験的な写真が撮影される。すなわち、
試験的な写真は、周囲の照明だけで撮影される。 【００３４】ステップ８０２で、周囲光だけの試験的な
写真の露出ヒストグラムが作成される。 【００３５】ステップ８０３で、周囲光だけの試験的な
写真の飽和画素の数が認識される。 【００３６】ステップ８０４で、事前設定されたストロ
ボ・エネルギーのカメラ・ストロボを使ってシーンの試
験的な写真が撮影される。 【００３７】ステップ８０５で、試験的なストロボ写真
の露出ヒストグラムが作成される。 【００３８】ステップ８０６で、試験的なストロボ写真
の露出ヒストグラムから、周囲光だけの試験的な写真の
飽和画素が除去される。 【００３９】ステップ８０７で、カメラは、得られた露
出ヒストグラムを使用してストロボ・エネルギーを調整
する。 【００４０】ステップ８０８で、カメラが最終写真を撮
影する。 【００４１】また、最終写真前に周囲光のみの写真と試
験的なストロボ写真の両方が撮影されるが、これらは互
いに任意の順序で撮影されてもよいことに注意された
い。 【００４２】本発明の以上の説明は、例示と説明のため
に示された。この説明は、網羅的なものではなく、本発
明を、開示した厳密な形態に限定するものでもなく、前
記の教示を鑑みて他の修正および変形が可能である。実
施形態は、本発明の原理およびその実際的な応用例を最
も良く説明し、それにより、当業者が、意図された特定
の使用に適合するような様々な実施形態および様々な修
正において最も良く利用するように選択され記述され
た。併記の特許請求の範囲は、従来技術によって制限さ
れた範囲を除く本発明の他の代替実施形態を含むように
解釈されるべきである。 【００４３】本発明は次の実施態様を含んでいる。 【００４４】１．カメラのストロボ・エネルギーを設定
する方法であって、 ａ）事前設定されたストロボ・エネルギーを使用してシ
ーンの第１の試験的な写真を撮影する段階（８０４）
と、 ｂ）周囲照明だけを使用して前記シーンの第２の試験的
な写真を撮影する段階（８０１）と、 ｃ）前記第２の試験的な写真の飽和画素を識別する段階
（８０３）と、 ｄ）前記第２の試験的な写真の飽和画素に関する情報
を、前記第１の試験的な写真からの情報と組み合わせ
て、最終写真のストロボ・エネルギーを計算する段階
（８０６，８０７）と、を含む方法。 【００４５】２．最終写真を撮影する段階（８０８）を
さらに含む上記１に記載の方法。 【００４６】３．前記２つの試験的な写真に関する情報
を収集する（８０２，８０５）ために露出ヒストグラム
が使用される上記１に記載の方法。 【００４７】４．ａ）飽和画素が、写真内の最も明るい
画素を表す露出ヒストグラム・ビン内にある画素として
識別され（８０３）、 ｂ）前記最終写真の前記ストロボ・エネルギーの前記計
算の前に、前記第２の試験的な写真内の飽和画素の影響
があらかじめ考慮される（８０６）上記２に記載の方
法。 【００４８】５．前記最終写真の前記ストロボ・エネル
ギーの前記計算の前に、前記第２の試験的な写真の前記
飽和画素の数が、前記第１の試験的な写真の前記露出ヒ
ストグラム内の前記飽和画素の数から減算される（８０
６）上記３に記載の方法。 【００４９】６．ストロボ（１０６）と、周囲光だけを
使用して得られた第２の試行写真からの情報を使用し
て、前記ストロボを使用して得られた第１の試験的な写
真からのデータを修正し、前記修正したデータを使用し
て最終写真のストロボ・エネルギーを計算するように構
成されたプロセッサと、を含むカメラ。 【００５０】７．前記２つの試験的な写真に関する情報
を収集するために露出ヒストグラムが使用される上記５
に記載のカメラ。 【００５１】８．ａ）飽和画素が、前記写真内の前記最
も明るい画素を表す露出ヒストグラム・ビン内にある画
素として識別され、ｂ）最終写真の前記ストロボ・エネ
ルギーの前記計算の前に、前記周囲光だけの試験的な写
真内の飽和画素の影響があらかじめ考慮される上記６に
記載の方法。 【００５２】９．最終写真の前記ストロボ・エネルギー
の前記計算の前に、前記周囲光の試験的な写真内の前記
飽和画素の数が、前記試験的なストロボ写真露出ヒスト
グラム内の前記飽和画素の数から減算される上記７に記
載のディジタル・カメラ。 【００５３】１０．ａ）周囲光を使用して第１の写真を
撮影する手段と、 ｂ）ストロボを使用して第２の写真を撮影する手段と、 ｃ）前記第１の写真の飽和画素を識別する手段と、 ｄ）前記第１の写真内の前記飽和画素に関する情報を前
記第２の写真からの情報と組み合わせて、最終写真のス
トロボ・エネルギーを計算する手段と、を含むカメラ。
し、より具体的には、フラッシュまたはストロボを使用
する写真に関する。 【０００２】 【従来の技術】カメラは、写真の露出を適切にする様々
な技術を使用する。一般に、カメラは、選択されたカメ
ラ設定を使用してシーンの１つまたは複数の試験的な写
真を作成する。露出レベルを改善するために、そのよう
な試験的な写真を解析し、シーンから捕捉する光の量な
らびに露出を調整する方法を決定する。次に、カメラ
は、最終写真を撮影する前に、適正な露出が達成される
ようにいくつかの設定のどれかを調整する。 【０００３】調整することができるカメラ設定には、シ
ャッタ時間（機械式または電子式）、レンズ口径比、カ
メラ内の信号の電子増幅の設定（システム利得と呼ばれ
ることがある）、シーンの周囲光を補うためにストロボ
をたくかどうかの設定、ストロボをたく場合にストロボ
にどれだけのエネルギーを供給するかどうかの設定があ
る。場合によっては、適正な露光を達成するために、カ
メラのユーザがいくつかまたはすべての設定を指定し、
カメラに残りの設定を調整させることがある。 【０００４】行うべき調整を決定するために、カメラ
は、適正な露出の定義を想定し、カメラ内にはそれぞれ
可能な調整が最終写真の露出にどのように影響するかの
情報が組み込まれている。 【０００５】ストロボが使用される場合、ストロボに供
給するエネルギーの適正な量を決定する方法が必要であ
る。ストロボに供給するエネルギーが多いほど、ストロ
ボが出す光が多くなり、その結果写真の露出が明るくな
る。 【０００６】この発明において、写真は、カメラによっ
て捕捉されるシーンの数値表現でよく、シーンの印刷表
現である必要がない。 【０００７】適正なストロボ・エネルギーを決定する一
般的な方法は、既知の量に設定されたストロボ・エネル
ギーで試験的な写真を撮影することである。得られた写
真を調べ、その露光品質を評価する。調整が必要な場合
は、ストロボ・エネルギーの新しい値を決定する。次
に、計算したエネルギー値を使用して最終写真を撮影す
る。露光量が多すぎるために、試験的な写真のいくつか
の領域が完全に露出されていることが分かったときは、
最終写真に使用されるエネルギー・レベルを、試験的な
写真に使用したストロボ・エネルギーから減らすことが
できる。領域が完全に露出されたという１つのしるし
は、写真のその領域内の画素データが飽和されているこ
とである。飽和することは、それらの画素を表すディジ
タル値が、カメラが示すことができる最高値であり、そ
れらの画素に光を追加してもディジタル値が高くならな
いことを意味する。 【０００８】しかしながら、この方法は、シーンが、グ
レア反射などのきわめて明るい光の小さい領域あるいは
照明設備やランプなどの自己発光光源を含むときには、
良好な結果が得られないときがある。カメラは、きわめ
て明るい領域が、試験的な写真で使用されたストロボ・
エネルギーの結果であると想定し、シーンの他の部分を
適正に露出するのに必要なストロボ・エネルギーの量を
実際よりも低く評価する場合がある。代替として、カメ
ラは、明るい領域をシーン全体の十分な照明として解釈
し、追加のストロボを必ずしも使用しないように選択す
ることがあり、それにより写真が露出不足なることがあ
る。いずれの場合も、写真は、適正に露出されない。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】撮影しようとするシー
ンが、小さくてきわめて明るい領域を含むときにストロ
ボ・エネルギーを適正に設定する技術が必要である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】カメラのストロボ・エネ
ルギーを調整して露出を改善する。周囲光だけを使用し
たシーンの試験的な露出を得る。周囲光だけの試験的な
写真で完全に露出または飽和されることが分かった画素
は、最終写真に適切なストロボ・エネルギーの計算にお
いてあらかじめ考慮される。 【００１１】 【発明の実施の形態】図１は、カメラのブロック図を示
す。レンズ（１０１）は、シーン（図示せず）から光を
収集する。収集された光は、センサ（１０３）上にシー
ンの像を形成するように方向変更される（１０２）。セ
ンサは、ＣＣＤ素子、ＣＭＯＳセンサなどのセンサアレ
イでよい。レンズの動作は、マイクロプロセッサ・シス
テムを含む論理ユニット（１１０）からの制御信号（１
１３）によって制御されることがある。同様に、センサ
の動作は、論理ユニット（１１０）からの制御信号（１
０５）によって制御されることがある。画像情報信号
（１０４）が、センサから論理ユニット（１１０）に流
れる。 【００１２】フラッシュまたはストロボ（１０６）を利
用して、シーンに追加の光（１０７）を提供することが
できる。ストロボは、ストロボ電子回路（１０８）によ
って操作され、ストロボ電子回路（１０８）は、論理ユ
ニット（１１０）によって制御される。カメラは、画像
データを表示することができる表示装置（１０９）を含
むことができる。カメラは、画像データの記憶と呼び出
しならびに他の装置（図示せず）とのデータ交換のため
の記憶装置（１１１）を含むことができる。カメラのユ
ーザは、カメラの動作に影響を与えるように、様々な制
御入力（１１２）を操作することができる。 【００１３】図２は、きわめて明るい光の小さい領域を
含むシーンの写真を示す。このケースでは、点灯された
ランプが写真に含まれている。この写真から、写真の作
成に使用されたカメラが、写真を暗くしすぎる設定を使
用したことは明らかである。露出に影響を及ぼすカメラ
設定を変更するよりよい方法によって、写真を大幅に改
善することができる。 【００１４】ディジタル・カメラ、またはフィルム・カ
メラ用の露出センサは、本質的に、撮影する写真ごとに
数値表現を生成する。カメラは、「画素」または「ピク
セル」と呼ばれる写真内の各場所ごとに、その場所にお
けるシーンの明るさを示す数値を記録する。この場合、
得られるシーンの表現は、数の配列である。配列内の場
所は、特定の画素すなわちシーン内の場所に対応し、各
配列場所に記憶された数は、その場所におけるシーンの
明るさを表す。 【００１５】また、カメラは、任意に、撮影しようとし
ているシーンの各画素位置における色に関する情報を記
録することができる。本発明を説明するために、各画素
の輝度についてのみ考察する。画素の輝度の高さは、色
情報から計算することができる。例えば、多くのカメラ
は、画素の輝度に対する赤色波長、緑色波長および青色
波長の光の寄与率を示す３つの成分を使用して画素の色
を表す。画素の全輝度は、赤、緑、および青の寄与率の
和として、重み付けされた和として、あるいは色情報の
他の組合せとして計算されることがある。当該技術分野
において、色情報から画素の輝度を計算する様々な方法
が周知である。本発明が、各画素に関する輝度情報だけ
を記録するカメラと色情報も記録するカメラとに等しい
機能を提供することは、当業者には容易に明らかになる
であろう。 【００１６】写真の露出を解析する一般的な有用なツー
ルは、露出ヒストグラムである。図３は、図２に示した
シーンの露出ヒストグラムを示す。露出ヒストグラム
は、カメラの露出範囲を様々な「ビン（ｂｉｎ）」（領
域）に分割し、次に画像から各ビンに入る画素がいくつ
かあるかをカウントすることによって構成される。例え
ば、図２を生成するために使用されたカメラは、画素の
輝度を０から１，０２３の値として表わすことができ
る。図３のヒストグラムは、この輝度範囲を６４のビン
に区分している。したがって、ビン０（３０１）は、画
像内の０〜１５の範囲の輝度値を有する画素の総数を収
集する。ビン１（３０２）は、画像内の１６から３１の
範囲の輝度値を有する画素の総数を収集する。これ以後
のビンも同じパターンに従い、１，００８から１，０２
３の輝度値を有する画像画素の総数を収集するビン６３
（３０３）で終わる。 【００１７】ビン６３（３０３）に入る輝度値を有する
画素は、完全に露出または飽和されている。そのような
画素の露出を高くしても、ビン内にある画素に影響はな
い。カメラは、１，０２３を超える輝度値を記録するこ
とができない。１，００８以上の輝度値になるレベルよ
りも明るい画素は、常に、ビン６３（３０３）に入る。
そのような画素は、写真の露出が高くなっても応答しな
い。 【００１８】しかしながら、そのような画素の露出を低
くする場合、それらの輝度値が低く扱われることがあ
り、そのうちのいくつかまたはすべての画素が、小さい
番号のビンでカウントされることがある。 【００１９】一般に、最も小さい番号のビン内の画素の
数を最少にし、また写真の飽和画素の数を最少にするこ
とは、これらの両方の画素数が多いと写真情報の損失に
結びつくことがあるため、望ましい。カメラは、一般
に、写真の画素の大部分を代表的なシーンの平均輝度を
表すビンに入れるようにストロボ・エネルギーを調整
し、同時にさらに両端のビン内の画素の数を最少にする
ようにストロボ・エネルギーを調整しようとする。 【００２０】撮影しようとするシーンがきわめて明るい
光の小さい領域を含むときは、従来のストロボ・エネル
ギー選択方法では写真の品質の低下に結びつくので、画
像内の飽和画素の数を最少にすることが望ましい。図２
の写真は、既知のストロボ・エネルギー設定で試験的に
写真を撮影し、得られた画像の露出ヒストグラムを解析
し、ストロボ・エネルギーの新しい値を計算し、次に最
終写真を撮影する従来の方法によって撮影された。 【００２１】図４に、試験的な写真の露出ヒストグラム
を示す。画像内の画素の大部分は、小さい番号のビンに
入るが、ほぼビン２〜２２（４０１）にも分散される。
ビン６３（４０２）に入る１，９７３の飽和画素がなけ
れば、これは、適切に露出された写真を示す。カメラ
は、写真の品質を高めるために、飽和画素が過度のスト
ロボ・エネルギーによるものであると仮定し、したがっ
て図２の最終写真を撮影する前にストロボ・エネルギー
を減少させた。 【００２２】試験的な写真が、ＣＣＤ二次標本抽出によ
る最終写真と異なる数の画素を有する場合があることに
注意されたい。 【００２３】図３に、図２の画像の露出ヒストグラムを
示す。得られた画像は、画素が、ヒストグラムのビン６
とそれよりも小さい番号のビン（３０４）に入り、露出
不足の写真を示すことが分かる。しかしながら、かなり
の数の画像画素が、まだビン６３（３０３）に入ってお
り、ストロボ・エネルギーの低下によって画素の飽和が
なくならなかったことを示す。 【００２４】このように、従来の方法によって露出不足
の写真が得られた。 【００２５】ディジタル・コンピュータを使用してこの
写真を処理して、露出を修正することができる。しかし
ながら、露出を改善するために必要な画像の修正は、一
般に、画像内の目障りなノイズを明らかにしたり強調し
たりするため、この手法は、不十分なこともある。 【００２６】さらに良い解決策は、写真を撮影するとき
にカメラが写真を適正に露出する方法を見つけることで
ある。 【００２７】本発明の実施例において、２つの試験的な
写真が撮影され、１つは、ストロボを使用せずにシーン
からの周囲光だけを使用して撮影され、１つは事前設定
されたストロボ・エネルギー設定を使用して撮影され
る。この両方の試験的な写真に使用される露出設定は、
露出時間、レンズ口径、システム・ゲインなど、最終画
像にストロボが使用されたときに使用される設定と同じ
でよい。これらの設定は異なるものでもよく、その場
合、正確な比較のために得られた露出ヒストグラムが調
整されることがある。 【００２８】周囲光のみの写真の露出ヒストグラムに飽
和画素があるか検査される。飽和画素が見つかった場合
は、この試験的な写真にはストロボが使用されていない
ため、それら飽和画素は、試験的なストロボによるもの
ではありえない。必然的に、飽和画素は、シーン自体内
のきわめて明るい領域によるものでなければならない。
したがって、そのような画素は、ストロボ・エネルギー
の変化に対応せず、最終写真に使用するストロボ・エネ
ルギーを計算するときあらかじめ考慮されても無視され
てもよい。 【００２９】例えば、図５は、ストロボなしで撮影した
ときの図２に示したシーンの露出ヒストグラムを示す。
この露出ヒストグラムは、一般に露出不足の画像を示す
が、１，６４９の飽和画素（５０１）を有する。ストロ
ボを使用しなかったので、これらの画素は、シーン内に
含まれている光源によって飽和され、ストロボ・エネル
ギーの変化に対応しない。 【００３０】この結果が、次に、試験的なストロボで撮
影された同じシーンの露出ヒストグラム（図３の情報）
と組み合わされる。図４では、図５よりも３２４個だけ
多い画素が飽和されている。本発明では、カメラは、ス
トロボ出力をわずか３２４個の飽和画素を含む露出ヒス
トグラム（試験的なストロボの露出ヒストグラムの残り
の部分と共に）に基づいて計算し、したがって最終写真
を撮影する前に出力がほんのわずかに減少する。 【００３１】図６に、本発明による最終写真の露出ヒス
トグラムを示す。図３で飽和された画素と類似の割合の
画素が飽和され（６０１）、シーンの露出ヒストグラム
が、従来の方法によって撮影されるが、写真が全体とし
て前よりも良い状態で露出されている。 【００３２】サンプルの実施形態は、ストロボ・エネル
ギーを計算する手順のステップの増やすが、カメラが写
真を撮影するのに必要な時間は必ずしも増えないことが
ある。一般に、ストロボ・エネルギーに関連しない様々
な理由のために、最終写真のためにいくつかのシーンの
試験的な写真が撮影される。周囲光だけの画像の飽和画
素の数を決定するためにそのような他の試験的な写真の
うちの１つが使用される可能性もあり、したがって、増
えたステップは、カメラが追加の写真を撮影することを
必ずしも必要としない。 【００３３】図８は、本発明の実施例のフローチャート
を示す。ステップ８０１で、カメラ・ストロボを使用せ
ずに、シーンの試験的な写真が撮影される。すなわち、
試験的な写真は、周囲の照明だけで撮影される。 【００３４】ステップ８０２で、周囲光だけの試験的な
写真の露出ヒストグラムが作成される。 【００３５】ステップ８０３で、周囲光だけの試験的な
写真の飽和画素の数が認識される。 【００３６】ステップ８０４で、事前設定されたストロ
ボ・エネルギーのカメラ・ストロボを使ってシーンの試
験的な写真が撮影される。 【００３７】ステップ８０５で、試験的なストロボ写真
の露出ヒストグラムが作成される。 【００３８】ステップ８０６で、試験的なストロボ写真
の露出ヒストグラムから、周囲光だけの試験的な写真の
飽和画素が除去される。 【００３９】ステップ８０７で、カメラは、得られた露
出ヒストグラムを使用してストロボ・エネルギーを調整
する。 【００４０】ステップ８０８で、カメラが最終写真を撮
影する。 【００４１】また、最終写真前に周囲光のみの写真と試
験的なストロボ写真の両方が撮影されるが、これらは互
いに任意の順序で撮影されてもよいことに注意された
い。 【００４２】本発明の以上の説明は、例示と説明のため
に示された。この説明は、網羅的なものではなく、本発
明を、開示した厳密な形態に限定するものでもなく、前
記の教示を鑑みて他の修正および変形が可能である。実
施形態は、本発明の原理およびその実際的な応用例を最
も良く説明し、それにより、当業者が、意図された特定
の使用に適合するような様々な実施形態および様々な修
正において最も良く利用するように選択され記述され
た。併記の特許請求の範囲は、従来技術によって制限さ
れた範囲を除く本発明の他の代替実施形態を含むように
解釈されるべきである。 【００４３】本発明は次の実施態様を含んでいる。 【００４４】１．カメラのストロボ・エネルギーを設定
する方法であって、 ａ）事前設定されたストロボ・エネルギーを使用してシ
ーンの第１の試験的な写真を撮影する段階（８０４）
と、 ｂ）周囲照明だけを使用して前記シーンの第２の試験的
な写真を撮影する段階（８０１）と、 ｃ）前記第２の試験的な写真の飽和画素を識別する段階
（８０３）と、 ｄ）前記第２の試験的な写真の飽和画素に関する情報
を、前記第１の試験的な写真からの情報と組み合わせ
て、最終写真のストロボ・エネルギーを計算する段階
（８０６，８０７）と、を含む方法。 【００４５】２．最終写真を撮影する段階（８０８）を
さらに含む上記１に記載の方法。 【００４６】３．前記２つの試験的な写真に関する情報
を収集する（８０２，８０５）ために露出ヒストグラム
が使用される上記１に記載の方法。 【００４７】４．ａ）飽和画素が、写真内の最も明るい
画素を表す露出ヒストグラム・ビン内にある画素として
識別され（８０３）、 ｂ）前記最終写真の前記ストロボ・エネルギーの前記計
算の前に、前記第２の試験的な写真内の飽和画素の影響
があらかじめ考慮される（８０６）上記２に記載の方
法。 【００４８】５．前記最終写真の前記ストロボ・エネル
ギーの前記計算の前に、前記第２の試験的な写真の前記
飽和画素の数が、前記第１の試験的な写真の前記露出ヒ
ストグラム内の前記飽和画素の数から減算される（８０
６）上記３に記載の方法。 【００４９】６．ストロボ（１０６）と、周囲光だけを
使用して得られた第２の試行写真からの情報を使用し
て、前記ストロボを使用して得られた第１の試験的な写
真からのデータを修正し、前記修正したデータを使用し
て最終写真のストロボ・エネルギーを計算するように構
成されたプロセッサと、を含むカメラ。 【００５０】７．前記２つの試験的な写真に関する情報
を収集するために露出ヒストグラムが使用される上記５
に記載のカメラ。 【００５１】８．ａ）飽和画素が、前記写真内の前記最
も明るい画素を表す露出ヒストグラム・ビン内にある画
素として識別され、ｂ）最終写真の前記ストロボ・エネ
ルギーの前記計算の前に、前記周囲光だけの試験的な写
真内の飽和画素の影響があらかじめ考慮される上記６に
記載の方法。 【００５２】９．最終写真の前記ストロボ・エネルギー
の前記計算の前に、前記周囲光の試験的な写真内の前記
飽和画素の数が、前記試験的なストロボ写真露出ヒスト
グラム内の前記飽和画素の数から減算される上記７に記
載のディジタル・カメラ。 【００５３】１０．ａ）周囲光を使用して第１の写真を
撮影する手段と、 ｂ）ストロボを使用して第２の写真を撮影する手段と、 ｃ）前記第１の写真の飽和画素を識別する手段と、 ｄ）前記第１の写真内の前記飽和画素に関する情報を前
記第２の写真からの情報と組み合わせて、最終写真のス
トロボ・エネルギーを計算する手段と、を含むカメラ。
【図面の簡単な説明】
【図１】カメラの簡略ブロック図である。
【図２】シーン内にきわめて明るい対象物を有する写真
のプリントの図である。 【図３】従来のストロボ・エネルギー選択方法を使用し
て撮影された図２に対応するシーンの露出ヒストグラム
である。 【図４】ストロボを使用して試験的にシーンを撮影した
ときの図２に対応するシーンの露出ヒストグラムであ
る。 【図５】周囲光だけを使用してシーンを撮影したときの
図２に対応するシーンの露出ヒストグラムである。 【図６】本発明の実施形態によりシーンを撮影したとき
の図２に対応するシーンの露出ヒストグラムである。 【図７】本発明の実施形態により得られた図２に対応す
るシーンの写真のプリントの図である。 【図８】本発明の実施形態によるフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０３ センサ １０６ ストロボ １０８ ストロボ電子回路 １１０ プロセッサ
のプリントの図である。 【図３】従来のストロボ・エネルギー選択方法を使用し
て撮影された図２に対応するシーンの露出ヒストグラム
である。 【図４】ストロボを使用して試験的にシーンを撮影した
ときの図２に対応するシーンの露出ヒストグラムであ
る。 【図５】周囲光だけを使用してシーンを撮影したときの
図２に対応するシーンの露出ヒストグラムである。 【図６】本発明の実施形態によりシーンを撮影したとき
の図２に対応するシーンの露出ヒストグラムである。 【図７】本発明の実施形態により得られた図２に対応す
るシーンの写真のプリントの図である。 【図８】本発明の実施形態によるフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０３ センサ １０６ ストロボ １０８ ストロボ電子回路 １１０ プロセッサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H002 CD00 JA07
2H053 AA08 AA09
5C022 AB15 AB17 AB20 AC03 AC42
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】カメラのストロボ・エネルギーを設定する
方法であって、 ａ）事前設定されたストロボ・エネルギーを使用してシ
ーンの第１の試験的な写真を撮影する段階（８０４）
と、 ｂ）周囲照明だけを使用して前記シーンの第２の試験的
な写真を撮影する段階（８０１）と、 ｃ）前記第２の試験的な写真の飽和画素を識別する段階
（８０３）と、 ｄ）前記第２の試験的な写真の飽和画素に関する情報
を、前記第１の試験的な写真からの情報と組み合わせ
て、最終写真のストロボ・エネルギーを計算する段階
（８０６，８０７）と、 を含む方法。
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