JP2006157817A - デジタルカメラ、画像処理システム及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 画角内の撮像物全体から主要被写体を正確に分離し、各被写体に対して最適な画像処理を行う。主要被写体を自動的に正確に抽出し、抽出した主要被写体に合わせて最適な撮像条件を設定する。
【解決手段】 撮像手段１６は、複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体を撮像する。発光手段３０は照射光を被写体に向けて放射する。受光手段１６は、照射光による被写体からの反射光を測距領域ごとに受光する。距離算出手段２０は、受光手段１６における反射光の受光量に基づいて、測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データを算出する。記録手段２６は、距離データを撮像手段１６により得られた画像データに対応付けて保存する。
【選択図】 図１

Description

本発明はデジタルカメラ及びデジタルカメラで撮像した画像の処理技術に関する。

デジタルカメラは、ＣＣＤ等の撮像素子、被写体像を撮像素子に結像するレンズ、撮像素子に蓄積した情報を画像データに変換するＡ／Ｄ変換器、画像データを適正な色、サイズ、圧縮率に変換する情報処理部、撮像した画像データを蓄積するメモリ、画像データを記憶メディアに書き込む記録部等により構成されている。
また、近時のほとんどのデジタルカメラは、焦点を被写体に適した位置に調整するためにレンズを駆動するフォーカシング機構、撮像した画像の表示やファインダーとして利用可能な液晶パネル、暗時や逆光などの状況下で被写体に補助的な光を照射する閃光装置、撮像者が被写体の構図やフレームを正確に判断するための光学式あるいは電子式のファインダーを備えている。

一般的に、暗時や逆光などの状況下で撮像された画像では、人物等の主要被写体は、背景等のその他の被写体と比較して極端に明るくまたは暗くなる場合がある。この場合、画像処理用のソフトウェアを用いて、画像全体の輝度を調整する等の処理が可能である。
一方、主要被写体のほとんどに人物の顔が含まれることに着目して画像処理を行う手法が開示されている（特許文献１参照）。この手法では、まず、撮像画面上の肌色領域のサイズを、撮像倍率から推定される人物の顔のサイズと比較する。この比較結果により人物の顔の領域が特定され、特定された領域の画像が補正可能になる。
特開平７−３０６４８３号公報

しかしながら、画像処理において画像全体の輝度を調整する場合、以下の問題が生じる。例えば、画像の逆光補正を輝度調整により行う場合、主要被写体部分を明るくするために輝度を調整すると、もともと適正露光である背景等は輝度が高くなりすぎてしまう。この結果、いわゆる「白飛び」といわれる、階調とディテールを失った状態になる。
また、特許文献１の手法では、主要被写体を疑似的に特定しており、主要被写体を背景等から正確に分離できない。具体的には、分離した主要被写体に背景等の一部が含まれてしまう。他の画像処理手法によっても、主要被写体を背景等から正確に分離することは難しい。このため、分離した主要被写体の輝度を調整する場合、背景等の一部も輝度が調整されてしまう。この結果、背景等に適正露光である部分と過度露光である部分ができ、画像の品位を損ねてしまう。

本発明の目的は、画角内の撮像物全体から主要被写体を正確に分離し、各被写体に対して最適な画像処理を行うことである。
本発明の別の目的は、主要被写体を自動的に正確に抽出し、抽出した主要被写体に合わせて最適な撮像条件を設定することである。

請求項１のデジタルカメラでは、撮像手段は、複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体を撮像する。距離算出手段は、各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データを算出する。記録手段は、距離データを撮像手段により得られた画像データに対応付けて保存する。
請求項２のデジタルカメラでは、画像処理手段は、同じ距離データを有する測距領域群ごとに画像データを分離し、分離された複数の画像データの少なくとも一つを画像処理する。

請求項３のデジタルカメラでは、画像処理手段の輝度調整手段は、分離された複数の画像データの少なくとも一つの輝度値を調整する。
請求項４のデジタルカメラでは、選択手段は、同じ距離データを有する測距領域群にそれぞれ対応する部分被写体のいずれかを選択する。条件決定手段は、選択された部分被写体に合わせて撮像条件を決定する。

請求項５のデジタルカメラでは、条件決定手段は、距離が最も近い部分被写体に合わせて撮像条件を決定する。
請求項６のデジタルカメラでは、焦点調整手段は、選択された部分被写体に焦点を合わせる。
請求項７のデジタルカメラでは、測距領域は、撮像手段の画素にそれぞれ対応して設定されている。

請求項８のデジタルカメラでは、発光手段は照射光を被写体に向けて放射する。受光手段は、照射光による被写体からの反射光を測距領域ごとに受光する。距離算出手段は、受光手段における反射光の受光量に基づいて、測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データを算出する。
請求項９のデジタルカメラでは、受光手段は、撮像手段である。すなわち、撮像手段は、受光手段を兼ねている。

請求項１０の画像処理システム及び請求項１２の画像処理プログラムでは、画像処理手段は、複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体をデジタルカメラの撮像手段を用いて撮像することにより得られた画像データと、各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データとを用いて、同じ距離データを有する測距領域群ごとに前記画像データを分離し、分離された複数の画像データの少なくとも一つを画像処理する。

請求項１１の画像処理システム及び請求項１３の画像処理プログラムでは、輝度調整手段は、分離された複数の画像データの少なくとも一つの輝度値を調整する。

請求項１のデジタルカメラでは、撮像領域内の複数の部分被写体の距離データが、測距領域ごとに距離算出手段によって算出される。距離データは、撮像手段により撮像された画像データに対応付けて記録手段に保存される。このため、例えば、着目する部分被写体が人物の場合、人物の画像データを、距離データに基づいて他の画像データから正確に分離又は選択することが可能になる。よって、分離された人物の画像に対して輝度調整などの画像処理を最適に行うことが可能になる。あるいは、選択された人物の画像に対応する人物に対して最適な撮像条件を設定することが可能になる。

請求項２のデジタルカメラでは、画像処理手段は、同じ距離データを有する測距領域群ごとに被写体の画像データを分離する。分離された複数の画像データは少なくとも一つが抜き出される。そして、抜き出された画像データに対して画像処理が行われる。このため、例えば、着目する部分被写体が人物の場合、被写体の画像から人物の画像を容易かつ正確に抜き出すことができる。この場合、鑑賞の際に最も着目される人物の画像に対して最適な画像処理を行うことができる。すなわち、撮影者の意図を的確に表す表現力のある画像を得ることができる。

請求項３のデジタルカメラでは、画像処理手段の輝度調整手段は、分離された複数の画像データから正確に抽出された少なくとも一つの画像データに対して輝度値を調整する。一般的に、暗時や逆光等の状況下では、被写体の一部の輝度が過度あるいは不足になりやすい。本発明により、被写体の一部の輝度を最適に調整できる。この結果、例えば、撮像された画像に明暗の差が大きい部分がある時でも、画像全体の輝度を最適に調整できる。

請求項４のデジタルカメラでは、選択手段によって選択された部分被写体（例えば、人物）に合わせて、最適な撮像条件が自動的に決定される。この結果、部分被写体の画像の明るさを最適にして被写体を撮像できる。よって、撮像された画像データの輝度を調整する処理を省略できる。
請求項５のデジタルカメラでは、条件決定手段は、最小の距離データを有する測距領域群に対応する部分被写体に合わせて最適な撮像条件を決定する。一般的に、人物を撮像する場合、人物は撮影者に最も近い場所に位置している場合が多い。このため、撮影者が主として人物を撮像する場合、撮像条件を自動的に最適に設定できる。この結果、撮影者は構図決め等に集中でき、意図する画像を容易に得ることができる。

請求項６のデジタルカメラでは、選択手段によって選択された部分被写体に合わせて、最適な焦点調整が自動的に行われる。このため、フォーカスロック等の手間のかかる操作をすることなく焦点ずれのない画像を得ることができる。
請求項７のデジタルカメラでは、画素ごとに撮像領域全体の距離データが取得される。画素は、被写体を認識する最小の単位である。このため、例えば距離データに基づいて被写体の画像データを精密に分離できる。この結果、画像データを最適に画像処理することが可能になり、あるいは、最適な撮像条件を設定することが可能になる。

請求項８のデジタルカメラでは、撮像領域内の複数の部分被写体の距離データが、測距領域ごとに受光手段によって取得される。距離データは、撮像手段により撮像された画像データに対応付けて記録手段に保存される。このため、例えば、着目する部分被写体が人物の場合、人物の画像データを、距離データに基づいて他の画像データから正確に分離又は選択することが可能になる。よって、分離された人物の画像に対して輝度調整などの画像処理を最適に行うことが可能になる。あるいは、選択された人物の画像に対応する人物に対して最適な撮像条件を設定することが可能になる。

請求項９のデジタルカメラでは、撮像手段は受光部を兼ねている。このため、受光部を独立に設ける必要がない。よって、デジタルカメラを簡易に構成でき、小型軽量化できる。この結果、製造コストを削減できる。
請求項１０の画像処理システムおよび請求項１２の画像処理プログラムでは、画像処理手段は、同じ距離データを有する測距領域群ごとに被写体の画像データを正確に分離する。分離された複数の画像データは少なくとも一つが抜き出される。そして、抜き出された画像データに対して画像処理が行われる。このため、例えば、着目する部分被写体が人物の場合、被写体の画像から人物の画像を容易かつ正確に抜き出すことができる。この場合、鑑賞の際に最も着目される人物の画像に対して最適な画像処理を行うことができる。すなわち、撮影者の意図を的確に表す表現力のある画像を得ることができる。

請求項１１の画像処理システムおよび請求項１３の画像処理プログラムでは、画像処理手段の輝度調整手段は、分離された複数の画像データから正確に抽出された少なくとも一つの画像データに対して輝度値を調整する。一般的に、暗時や逆光等の状況下では、被写体の一部の輝度が過度あるいは不足になりやすい。本発明により、撮像領域内の被写体の一部の輝度を最適に調整できる。この結果、例えば、撮像された画像に明暗の差が大きい部分がある時でも、画像全体の輝度を最適に調整できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明のデジタルカメラの第１の実施形態を示している。デジタルカメラ１００は、レンズ系１０、絞り１２、シャッター部１４、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）１６（撮像手段及び受光手段）、Ａ／Ｄ変換部１８、ＣＰＵ２０、ＲＡＭ（ワークメモリ）２２、ＲＯＭ（プログラム）２４、記憶メディア２６（記録手段）、閃光装置２８、ＬＥＤ３０（発光手段）、駆動回路３２、ＣＣＤドライバ３４、シャッタードライバ３６、絞りドライバ３８、レンズ駆動用ドライバ４０、ＬＣＤ４２、操作部４４、バス４６及びスロット４８を有している。

レンズ系１０は、被写体に焦点を合わせるフォーカスレンズ及び被写体像をズームするためのズームレンズ等を含む複数枚のレンズにより構成される。フォーカスレンズ及びズームレンズは、レンズ駆動用ドライバ４０により光軸方向の位置が調節される。絞り１２は、レンズ系１０とシャッター部１４の間に配置される。絞り１２は、絞りドライバ３８によって駆動される。絞り１２の絞り値は、レンズ系１０を通過した光の光量を絞るように調節される。

シャッター部１４は、レンズ系１０からＣＣＤ１６への光路を遮る位置に配置されるシャッター膜（図示せず）を有している。シャッター部１４は、シャッタードライバ３６によって駆動され、レンズ系１０を通過した光によってＣＣＤ１６が露光される時間を調節する。シャッター膜は、シャッターボタン（図示せず）が押し下げされたときに、レンズ系１０からＣＣＤ１６への光路を確保するために開く。

ＣＣＤ１６は、シャッター部１４を介してレンズ系１０に対向する位置に配置されている。ＣＣＤ１６は、ＣＣＤドライバ３４により駆動され、レンズ系１０より結像される被写体像を光電変換する。Ａ／Ｄ変換部１８は、ＣＰＵ２０の制御によりＣＣＤ１６により撮像された画像をＡ／Ｄ変換し、画像データを生成する。
ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２４のプログラムを実行することによって、デジタルカメラ１００内のバス４６で接続された各装置の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ２０は、シャッターボタンや操作部４４からの入力に基づいて、自動焦点調整や自動露光等の制御を行う。

ＲＡＭ２２は、ＣＣＤ１６により撮像された画像データ及び距離データ（詳細は後述）を一時的に保存する。ＲＯＭ２４は、デジタルカメラ１００を動作するためにＣＰＵ２０により実行されるプログラムを格納している。なお、ＲＯＭ２４は、ＣＰＵ２０に搭載される内蔵ＲＯＭ（図示せず）で代用することも可能である。スロット４８には、記憶メディア２６が着脱可能な状態で接続される。記憶メディア２６は、フラッシュメモリ等で構成され、デジタルカメラ１００の電源がオフの間もデータを保持する。記憶メディア２６は、スロット４８を介してバス４６に接続される。記憶メディア２６には、ＣＰＵ２０により算出された部分被写体の距離データがＣＣＤ１６により得られた被写体の画像データに対応付けて保存される。本発明において、部分被写体とは、ＣＣＤ１６が撮像する被写体の最小単位であり、一画素当たりの被写体領域を指す。

閃光装置２８は、暗時や逆光などの状況下で、ＣＰＵ２０によって駆動され、被写体に対して補助光を照射する。ＬＥＤ３０は、デジタルカメラ１００の前面（レンズ系１０の取り付け側）に配置され、駆動回路３２を介してＣＰＵ２０によって駆動される。ＬＥＤ３０は、ＣＰＵ２０により部分被写体までの距離をそれぞれ算出させるために、所定のパルス幅を有するパルス光（赤外光）を被写体に向けて照射する。

ＬＣＤ４２は、液晶パネル（図示せず）および液晶パネルの駆動用ドライバ回路（図示せず）等より構成される。ＬＣＤ４２の液晶パネルは、デジタルカメラ１００の背面（レンズ系１０の取り付け部と反対面）に配置されている。ＬＣＤ４２の液晶パネルには、シャッターボタンの押し下げ前及び押し下げ後に、ＣＣＤ１６により撮像される画像や各種設定画面が表示される。すなわち、ＬＣＤ４２は、レンズ系１０により結像される被写体の画像を映すファインダーとしても利用される。撮影者は、ＬＣＤ４２に映し出された被写体の画像を見ることによって、被写体の構図やフレームを正確に判断できる。操作部４４は、デジタルカメラ１００の撮影モード、閃光発光モード、画像処理モード等の各種設定をするためのボタン（例えば、十字キー）を有する。

図２は、デジタルカメラの第１の実施形態における撮像動作を表している。図２に示す動作は、ＣＰＵ２０（距離算出手段）がＲＯＭ２４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。
まず、ステップＳ１００において、ＣＰＵ２０は、撮影者によってシャッターボタンが半押下げされるのを待つ。シャッターボタンの半押下げが検出されると、処理はステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１００は、シャッターボタンの半押下げが検出されるまで繰り返される。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２０は、駆動回路３２を介してＬＥＤ３０を駆動し、ＬＥＤ３０から被写体に向けてパルス光（照射光）を照射させる。この後、処理はステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２０は、ＣＣＤドライバ３４、シャッタードライバ３６、絞りドライバ３８、レンズ駆動用ドライバ４０をそれぞれ制御してレンズ系１０、絞り１２、シャッター部１４、ＣＣＤ１６を駆動し、被写体までの距離を測定するために、被写体からの反射光を画素ごとに受光する。ＣＰＵ２０は、ＣＣＤドライバ３４を制御してＣＣＤ１６を駆動し、受光した反射光を光電変換させる。ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換部１８を制御して、ＣＣＤ１６が光電変換したアナログ量をデジタル量に変換させる。この後、処理はステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６において、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換部１８にて変換されたデジタル量をもとに被写体までの距離を画素ごとに算出する。被写体までの距離の算出方法の概要については、図５で説明する。ＣＰＵ２０は、算出結果を距離データとしてＲＡＭ２２に一時的に保存する。この後、処理はステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２０は、絞りドライバ３８、レンズ駆動用ドライバ４０をそれぞれ制御して絞り１２、撮影レンズ系１０を駆動し、被写体に合わせて絞り値及び焦点位置を調整する。この後、処理はステップＳ１１０に移行する。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２０は、撮影者によりシャッターボタンが更に押下げられるのを待つ。シャッターボタンの更なる押下げが検出されると、処理はステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１０は、シャッターボタンの更なる押下げが検出されるまで繰り返される。
ステップＳ１１２において、ＣＰＵ２０は、シャッターボタンの押下げに応答して、ＣＣＤドライバ３４、シャッタードライバ３６をそれぞれ制御して、ＣＣＤ１６、シャッター部１４を駆動し、被写体を撮像する。この後、処理はステップＳ１１４に移行する。

ステップＳ１１４において、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換部１８を制御して、Ａ／Ｄ変換部１８にＣＣＤ１６により撮像された画像をＡ／Ｄ変換させ、画像データを生成させる。画像データは、ＲＡＭ２２に一時的に保存されるとともに、ＬＣＤ４２に表示される。この後、処理はステップＳ１１６に移行する。
ステップＳ１１６において、ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄ変換部１８にて生成された画像データを適正な色、サイズ、圧縮率に変換する処理を行う。この後、処理はステップＳ１１８に移行する。

ステップＳ１１８において、ＣＰＵ２０は、距離データに基づいて画像データを分離して画像処理するために、距離データを画像データに対応付けて記憶メディア２６に保存する。このとき、距離データ及び画像データを一つのファイルにまとめて保存しても良く、あるいは、それぞれ独立したファイルとして保存しても良い。そして、デジタルカメラの第１の実施形態における撮像動作が終了する。

図３は、デジタルカメラの第１の実施形態における画像処理動作を表している。図３に示す動作は、ＣＰＵ２０（画像処理手段及び輝度調整手段）がＲＯＭ２４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。
まず、ステップＳ２００において、ＣＰＵ２０は、ＬＣＤ４２を駆動して選択画面を表示させ、すでに撮像されて記憶メディア２６に保存されている画像データの中からいずれかを撮影者に選択させる。撮影者により、画像データが選択されると、処理はステップＳ２０２に移行する。ステップＳ２００は、画像データが選択されるまで、あるいは撮影者により強制的に終了されるまで繰り返される。

ステップＳ２０２において、ＣＰＵ２０は、選択された画像データ及び、この画像データに対応する距離データを記憶メディア２６から読み出す。この後、処理はステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ２０は、画像データを構成する画素において、同じ値の距離データごとに画素を分類することで画素群（測距領域群）を形成する。すなわち、同じ値の距離データに対応する画素群ごとに画像データが分離される。この後、処理はステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６において、ＣＰＵ２０は、距離データが最小値の画素群で構成される画像データを抜き出し、抜き出した画像データの輝度を最適な値に調整する。この結果、被写体の一部の輝度が最適に調整される。この後、処理はステップＳ２０８に移行する。
ステップＳ２０８において、ＣＰＵ２０は、ＬＣＤ４２を駆動して選択画面を表示させ、輝度値が調整された画素群により再構成された画像データを保存するか否かを撮影者に選択させる。画像データの保存が検出されると、処理はステップＳ２１０に移行する。非検出の場合、すなわち、撮影者が再構成された画像データを保存しない場合、処理はステップＳ２１２に移行する。

ステップＳ２１０において、ＣＰＵ２０は、輝度値が調整された画像データを距離データに対応付けて記憶メディア２６に保存する。このとき、輝度値が調整された画像データは、輝度値が調整される前の画像データに上書きして保存されても良く、あるいは、輝度値が調整される前の画像データとは異なるファイルとして保存されても良い。そして、デジタルカメラの第１の実施形態における画像処理動作が終了する。

一方、ステップＳ２１２において、ＣＰＵ２０は、ＬＣＤ４２を駆動して選択画面を表示させ、輝度値が調整された画像データの輝度値を再調整するか否かを撮影者に選択させる。撮影者により、輝度値の再調整が検出されると、処理は再びステップＳ２０６に移行する。非検出の場合、すなわち、撮影者が画像データを再調整しない場合、デジタルカメラの第１の実施形態における画像処理動作が終了する。

図４は、本発明のデジタルカメラの第１の実施形態における輝度調整の一例を示す説明図である。この例では、図４（ａ）に示すように、暗時や逆光等の状況下で、被写体を撮像する場合を示している。この場合、撮像された被写体の一部(人物)の輝度は不足する（図４（ｂ））。ＣＰＵ２０は、図３に示した本発明のデジタルカメラの第１の実施形態の画像処理動作を示すフローチャートに従い、記憶メディア２６に保存された画像データ及び距離データに基づいて、撮像された被写体の画像データから、最小の距離データに対応する被写体の画像データ（この例では、人物の画像データ）を抜き出す（図４（ｃ））。ＣＰＵ２０は、抜き出された画像データの輝度値を最適に調整する。最小の距離データに対応しない被写体の画像データ（この例では、背景）の輝度値は、調整されない（図４（ｄ））。そして、ＣＰＵ２０は、輝度値が最適に調整された人物の画像データを、撮像された被写体から人物が抜き出された画像データに戻す（図４（ｅ））。この結果、図４（ｆ）に示すように、撮像された画像に明暗の差がなくなり、画像全体の輝度が最適に調整される。

図５は、被写体までの距離算出方法の概要を示している。デジタルカメラ１００のＬＥＤ３０から照射された測距用の照射光は被写体Ａ及びＢでそれぞれ反射し、ＣＣＤ１６によって受光される。測距用の照射光は照射時間αを持つパルス光であり、被写体Ａ及びＢからの反射光も、同じ照射時間αを持つパルス光である。ＣＣＤ１６による被写体Ａ及びＢからのそれぞれの反射光の受光開始タイミングは、被写体Ａ及びＢがデジタルカメラ１００から遠いほど遅くなる。ＣＣＤ１６は、パルス光の照射時間αと同じタイミングを持つ期間βにおいて被写体Ａ及びＢからの反射光の光量をそれぞれ求める。被写体Ａ及びＢのそれぞれの光量は、デジタルカメラ１００から近いほど大きくなるため、一定の算出式に基づいて、被写体Ａ及びＢの距離がそれぞれ算出される。本発明では、被写体までの距離は、画素ごとに算出される。

以上、本実施形態のデジタルカメラ１００では、撮像領域内の複数の部分被写体の距離データが、画素ごとにＣＣＤ１６によって取得される。距離データは、ＣＣＤ１６により撮像された画像データに対応付けて記憶メディア２６に保存される。このため、着目する部分被写体が人物であり、デジタルカメラ１００から最も近くで撮影された場合、人物の画像データだけを、最小の値の距離データに基づいて、ＣＣＤ１６により撮像された画像データから正確に分離することができる。よって、分離された人物の画像データの輝度値を最適に調整することができる。

ＣＰＵ２０は、同じ距離データを有する画素群ごとに被写体の画像データを分離し、分離された複数の画像データから、距離データが最小値の画素群で構成される画像データを抜き出す。そして、ＣＰＵ２０は、抜き出された画像データの輝度値を最適に調整する。このため、例えば、着目する部分被写体が人物であり、デジタルカメラ１００から最も近くで撮影された場合、被写体の画像データから人物の画像データを容易かつ正確に抜き出すことができる。この結果、鑑賞の際に、最も着目される人物の画像データの輝度値を最適に調整することができる。

ＣＣＤ１６を受光部として兼用することで、受光部を独立に設ける必要がなくなり、デジタルカメラ１００を簡易に構成でき、小型軽量化できる。この結果、製造コストを削減できる。
図６は、デジタルカメラの第２の実施形態における撮像動作を表している。デジタルカメラの第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、詳細な説明を省略する。この実施形態では、図１に示したＣＰＵ２０が実行するためのＲＯＭ２４に格納されているプログラムが、デジタルカメラの第１の実施形態と相違する。その他の構成はデジタルカメラの第１の実施形態の図１と同じである。

上述した図２と同じ処理については、詳細な説明を省略する。また、図６に示す動作は、ＣＰＵ２０（選択手段、条件決定手段及び焦点調整手段）がＲＯＭ２４に格納されたプログラムを実行することによって実現される。
ステップＳ３００、Ｓ３０２、Ｓ３０４、Ｓ３０６、Ｓ３１４、Ｓ３１８及びＳ３２０は、図２のＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１４及びＳ１１６と同じである。ステップＳ３００〜Ｓ３０６が実行された後、処理はステップＳ３０８に移行する。

ステップＳ３０８において、ＣＰＵ２０は、距離データが最小の画素群で構成される画像データに対応する被写体を選択する。この後、処理はステップＳ３１０に移行する。
ステップＳ３１０において、ＣＰＵ２０は、選択された被写体に合わせた最適な撮像条件を設定するために、絞りドライバ３８、シャッタードライバ３６、閃光装置ドライバ（図示せず）等をそれぞれ制御して、絞り１２の絞り値、シャッター部１４のシャッタースピード、閃光装置２８の発光量等の撮像条件を決定する。この後、処理はステップＳ３１２に移行する。

ステップＳ３１２において、ＣＰＵ２０は、選択された被写体に焦点を合わせるために、レンズ駆動用ドライバ４０を制御して、撮影レンズ系１０を駆動させる。この後、処理はステップＳ３１４に移行する。
ステップＳ３１４において、シャッターボタンの更なる押下げが検出されると、処理はステップＳ３１６に移行する。ステップＳ３１６は、シャッターボタンの更なる押下げが検出されるまで繰り返される。

ステップＳ３１６において、ＣＰＵ２０は、ＣＣＤドライバ３４、シャッタードライバ３６、絞りドライバ３８、閃光装置ドライバをそれぞれ制御して、ＣＣＤ１６、シャッター部１４、絞り１２、閃光装置２８を駆動し、被写体を撮像する。この後、処理はステップＳ３１８に移行する。ステップＳ３１８〜Ｓ３２０が実行された後、デジタルカメラの第２の実施形態における撮像動作が終了する。

以上、本実施形態では、ＣＰＵ２０によって選択された主要な被写体（例えば、人物）に合わせて、最適な撮像条件が自動的に決定される。この結果、主要な被写体の画像を最適にして被写体を撮像できる。よって、撮像された画像データの輝度を調整する処理を省略できる。
ＣＰＵ２０は、距離データが最小の画素群で構成される画像データに対応する被写体を選択する。そして、ＣＰＵ２０は、選択された被写体に合わせた最適な撮像条件を設定する。一般的に、人物を撮像する場合、人物は撮影者に最も近い場所に位置している場合が多い。このため、主として人物が撮像される場合、撮像条件が自動的に最適に設定される。この結果、撮影者は構図決め等に集中でき、意図する画像を容易に得ることができる。

ＣＰＵ２０によって選択された被写体（例えば、人物）に合わせて、最適な焦点調整が自動的に行われる。このため、撮影者は、フォーカスロック等の手間のかかる操作をすることなく撮影することが可能となり、人物に集中して撮影できる。
図７は本発明の画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態を示している。画像処理システムは、パーソナルコンピュータ５０、カードリーダ５２及びＣＤ−ＲＯＭ６８を有している。

パーソナルコンピュータ５０は、画面表示を行うディスプレイ５４と、指示を入力するキーボード５６と、パーソナルコンピュータ５０内の各装置を制御するＣＰＵ６０（画像処理手段及び輝度調整手段）、ハードディスク６２、メモリ６４及びドライブ装置６６が内蔵された制御装置５８とを有している。
ＣＤ−ＲＯＭ６８は、ドライブ装置６６に着脱可能に装着される。ＣＤ−ＲＯＭ６８がドライブ装置６６へ装着された後、キーボード５６を介して入力される指示に応答して、ＣＤ−ＲＯＭ６８に保存されたプログラム（画像処理プログラム）がハードディスク６２にダウンロードされる。

カードリーダ５２は、ＵＳＢコード等を用いて制御装置５８に着脱可能に装着される。記憶メディア２６は、カードリーダ５２に着脱可能に装着される。記憶メディア２６には、第１の実施形態のデジタルカメラ１００の撮像動作により得られた画像データ及び距離データが保存されている。
図８は、画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態における画像処理動作を表している。ＣＰＵ６０がハードディスク６２に格納されたプログラムを実行することによって、図８に示す動作は実現される。

まず、ステップＳ４００において、ＣＰＵ６０は、ディスプレイ５４を駆動して選択画面を表示させ、記憶メディア２６に保存されている画像データの中からいずれかを撮影者に選択させる。撮影者により、画像データが選択されると、処理はステップＳ４０２に移行する。ステップＳ４００は、画像データが選択されるまで、あるいは撮影者により強制的に終了されるまで繰り返される。

ステップＳ４０２において、ＣＰＵ６０は、選択された画像データ及び、この画像データに対応する距離データを記憶メディア２６からメモリ６４に読み出す。この後、処理はステップＳ４０４に移行する。
ステップＳ４０４において、ＣＰＵ６０は、画像データを構成する画素において、同じ値の距離データごとに画素を分類することで画素群（測距領域群）を形成する。すなわち、同じ値の距離データに対応する画素群ごとに画像データが分離される。この後、処理はステップＳ４０６に移行する。

ステップＳ４０６において、ＣＰＵ６０は、距離データが最小値の画素群で構成される画像データを抜き出し、抜き出した画像データの輝度を最適な値に調整する。この結果、被写体の一部の輝度が最適に調整される。この後、処理はステップＳ４０８に移行する。
ステップＳ４０８において、ＣＰＵ６０は、ディスプレイ５４に選択画面を表示させ、輝度値が調整された画素群により再構成された画像データを保存するか否かを撮影者に選択させる。画像データの保存が検出されると、処理はステップＳ４１０に移行する。非検出の場合、すなわち、撮影者が再構成された画像データを保存しない場合、処理はステップＳ４１２に移行する。

ステップＳ４１０において、ＣＰＵ６０は、輝度値が調整された画像データを距離データに対応付けて記憶メディア２６又はハードディスク６２に保存する。このとき、輝度値が調整された画像データは、輝度値が調整される前の画像データに上書きして保存されても良く、あるいは、輝度値が調整される前の画像データとは異なるファイルとして保存されても良い。そして、画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態における画像処理動作が終了する。

一方、ステップＳ４１２において、ＣＰＵ６０は、ディスプレイ５４を駆動して選択画面を表示させ、輝度値が調整された画像データの輝度値を再調整するか否かを撮影者に選択させる。撮影者により、輝度値の再調整が検出されると、処理は再びステップＳ４０６に移行する。非検出の場合、すなわち、撮影者が画像データを再調整しない場合、画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態における画像処理動作が終了する。

以上、この実施形態においてもデジタルカメラ１００の第１の実施形態における画像処理動作と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、撮影者は、ＬＣＤ４２の液晶画面に比べて広い画面を持つディスプレイ５４で画像データを選択、確認等することが可能である。この結果、撮影者は、被写体の撮像された画像及び輝度調整された画像を快適に選択、確認等することができる。

本実施形態では、記憶メディア２６に比べて記憶容量の大きいハードディスク６２に画像データを保存することができる。複数の時期に撮影された多数の画像を保存できるため、撮影者は、多数の画像の中から、輝度調整したい画像を選択することができる。この結果、画像処理したい複数の画像の撮影時期が異なる場合にも、撮影者は、意図する画像を容易に得ることが可能になる。

なお、上述したデジタルカメラの第１及び第２の実施形態では、ＬＥＤ３０から照射されるパルス光の光量をＣＣＤ１６により検出することで、距離データを算出する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、デジタルカメラに、被写体からの光が入射される２つのレンズ、２つの受光素子を設けて、距離データを算出してもよい。この場合、２つの受光素子は、２つのレンズに入射された被写体からの光をそれぞれ測距領域毎に光電変換する。２つの受光素子により光電変換された２つの被写体像の距離を検出することで、距離データは算出される（パッシブ方式）。あるいは、デジタルカメラに、撮影レンズ、２つのセパレータレンズ、受光素子を設けて、距離データを算出してもよい。この場合、撮影レンズを通過した被写体からの光は左右に分かれた２つのセパレータレンズで結像される。結像された光は、受光素子により光電変換される。受光素子により光電変換された２つの被写体像の距離（位相差）から、距離データは算出される（位相差検出方式）。

上述したデジタルカメラの第１及び第２の実施形態では、撮像手段が受光手段を兼ねている例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、受光手段（ＣＣＤ等）を被写体を撮像するＣＣＤ１６と別に設けても良い。
上述したデジタルカメラの第１の実施形態及び画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態では、図４に示したように画像データの輝度値を調整する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、画像データに含まれるノイズを除去するノイズ除去処理、又は画像全体に奥行き感を出すために画像データのぼかし処理、あるいは画像を鮮明にする補正処理等がされるものでも良い。この結果、撮影者は意図する様々な画像を得ることが可能になる。

上述したデジタルカメラの第１及び第２の実施形態では、被写体からの反射光をＣＣＤ１６によって画素ごとに検出する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、反射光を数画素（例えば、縦２画素、横２画素からなる４画素）ごとに検出しても良い。この場合、ＣＰＵ２０が距離データに基づいて画像データを分離又は選択する処理時間を短縮できる。この結果、画像処理及び撮像に要する時間が短縮される。

上述したデジタルカメラの第１の実施形態及び画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態では、最小の距離データに対応する画素群からなる画像データの輝度値を調整する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、最大の距離データに対応する画像データの輝度値が調整されても良い。特に、背景等の風景写真を撮影する場合において顕著な効果を発揮する。

上述したデジタルカメラの第１の実施形態及び画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態では、最小の距離データに対応する１つの画素群からなる画像データの輝度値を調整する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、複数種の距離データに対応する複数の画素群を抜き出し、各画素群の画像データについて輝度を調整し、画像全体の輝度を最適に調整することも可能である。特に、暗時や逆光時等に撮像された画像のように被写体の各部分の輝度が過度あるいは不足になりやすい場合に、顕著な効果を発揮する。

上述したデジタルカメラの第２の実施形態では、撮像条件及び焦点調整を、最小の距離データに対応する被写体に対して最適に設定する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、撮影者から最も遠くに位置した被写体（例えば、背景等）に対して最適な撮像条件及び焦点調整を設定しても良い。特に、風景写真を撮影する場合において顕著な効果を発揮する。

上述したデジタルカメラの第２の実施形態では、ステップＳ３２０において、ＣＰＵ２０が、データ化された被写体の画像データを変換処理した後に終了する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、ステップＳ３２０の後に、ＣＰＵ２０が、距離データに基づいて画像データを分離して画像処理するために、距離データを画像データに対応付けて記憶メディア２６に保存しても良い。このとき、距離データ及び画像データを一つのファイルにまとめて保存しても良く、あるいは、それぞれ独立したファイルとして保存しても良い。

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態及びその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。

本発明のデジタルカメラの第１の実施形態を示すブロック図である。 本発明のデジタルカメラの第１の実施形態の撮像動作を示すフローチャートである。 本発明のデジタルカメラの第１の実施形態の画像処理動作を示すフローチャートである。 本発明のデジタルカメラの第１の実施形態を示す説明図であり、ディスプレー上に中間調画像の写真を含む。 被写体までの距離算出方法の概要を示す説明図である。 本発明のデジタルカメラの第２の実施形態の撮像動作を示すフローチャートである。 本発明の画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態を示すブロック図である。 本発明の画像処理システム及び画像処理プログラムの第１の実施形態の画像処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ レンズ系
１２ 絞り
１４ シャッター
１６ ＣＣＤ
１８ Ａ／Ｄ変換部
２０ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２４ ＲＯＭ
２６ 記憶メディア
２８ 閃光装置
３０ ＬＥＤ
３２ 駆動装置
３４ ＣＣＤドライバ
３６ シャッタードライバ
３８ 絞りドライバ
４０ レンズ駆動用ドライバ
４２ ＬＣＤ
４４ 操作部
４６ バス
４８ スロット
５０ パーソナルコンピュータ
５２ カードリーダ
５４ ディスプレイ
５６ キーボード
５８ 制御装置
６０ ＣＰＵ
６２ ハードディスク
６４ メモリ
６６ ドライブ装置
６８ ＣＤ−ＲＯＭ
１００ デジタルカメラ

Claims (13)

1. 複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体を撮像する撮像手段と、
   前記各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データを算出する距離算出手段と、
   前記距離データを前記撮像手段により得られた画像データに対応付けて保存する記録手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１記載のデジタルカメラにおいて、
   同じ距離データを有する測距領域群ごとに前記画像データを分離し、分離された複数の画像データの少なくとも一つを画像処理する画像処理手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
3. 請求項２記載のデジタルカメラにおいて、
   前記画像処理手段は、分離された複数の画像データの少なくとも一つの輝度値を調整する輝度調整手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
4. 請求項１記載のデジタルカメラにおいて、
   同じ距離データを有する測距領域群にそれぞれ対応する部分被写体のいずれかを選択する選択手段と、
   選択された部分被写体に合わせて撮像条件を決定する条件決定手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
5. 請求項４記載のデジタルカメラにおいて、
   前記条件決定手段は、距離が最も近い部分被写体に合わせて前記撮像条件を決定することを特徴とするデジタルカメラ。
6. 請求項４記載のデジタルカメラにおいて、
   選択された部分被写体に焦点を合わせる焦点調整手段を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
7. 請求項１記載のデジタルカメラにおいて、
   前記測距領域は、前記撮像手段の画素にそれぞれ対応して設定されていることを特徴とするデジタルカメラ。
8. 請求項１記載のデジタルカメラにおいて、
   照射光を前記被写体に向けて放射する発光手段と、
   前記照射光による前記被写体からの反射光を前記測距領域ごとに受光する受光手段とを 備え、
   前記距離算出手段は、受光手段における前記反射光の受光量に基づいて、前記各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データを算出することを特徴とするデジタルカメラ。
9. 請求項８記載のデジタルカメラにおいて、
   前記受光手段は、前記撮像手段であることを特徴とするデジタルカメラ。
10. 複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体をデジタルカメラの撮像手段を用いて撮像することにより得られた画像データと、各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データとを用いて、同じ距離データを有する測距領域群ごとに前記画像データを分離し、分離された複数の画像データの少なくとも一つを画像処理する画像処理手段を備えることを特徴とする画像処理システム。
11. 請求項１０記載の画像処理システムにおいて、
    前記画像処理手段は、分離された複数の画像データの少なくとも一つの輝度値を調整する輝度調整手段を備えることを特徴とする画像処理システム。
12. コンピュータを、
    複数の測距領域を有する撮像領域内の被写体をデジタルカメラの撮像手段を用いて撮像することにより得られた画像データと、各測距領域に対応する部分被写体までの距離を示す距離データとを用いて、同じ距離データを有する測距領域群ごとに前記画像データを分離し、分離された複数の画像データの少なくとも一つを画像処理する画像処理手段として機能させるための画像処理プログラム。
13. 請求項１２記載の画像処理プログラムにおいて、
    前記画像処理手段は、分離された複数の画像データの少なくとも一つの輝度値を調整する輝度調整手段を備えることを特徴とする画像処理プログラム。
    

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