JP2007020061A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り制御のための領域分割積算回路の出力を用いて効果的なデジタル覆い焼き適応画像の作成と処理の簡略化を実現する撮像装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る撮像装置は、光信号を入力しデジタル画像に変換する撮像手段と、前記デジタル画像を格子状に領域分割し、各々の領域の輝度値を積算する領域積分手段と、前記領域積分手段の積分値を加重平均する加重平均手段と、前記加重平均手段の出力を基に前記撮像手段への露光量を制御する露光制御手段と、前記領域積分手段の積分値から低周波成分を抽出することにより特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記特徴量に基づいて輝度補正係数を算出する補正係数算出手段と、前記補正係数算出手段から出力される係数を用い、前記デジタル画像の輝度値を補正する輝度値補正手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル画像の撮像装置、特にデジタル画像の明るさの分布を改善する手段及び露光量制御手段を持つ撮像装置に関する。

従来、アナログの写真技術では、焼付け時に画像の一部を覆って適切な明るさのプリントを得ようとする、いわゆる覆い焼き処理という技術がある。

デジタル画像の撮像装置において、アナログ技術の覆い焼き処理に相当するデジタル覆い焼き処理手段を持つ例として、例えば、特許文献１で提示されているものが挙げられる。これは、入力画像の特徴量を抽出し、特徴量を基に補正係数を決定し、階調補正を行うことでデジタル覆い焼き処理を実現するとともに、デジタル覆い焼き処理で使用する補正係数を、絞り制御にも連動させるものである。

又、絞り制御を行うための手段として、入力画像を格子状に領域分割して、各々の領域の輝度値を積算する処理を、ハードウェアで自動的に行い、その結果に重み付けをして平均的な輝度を求め、適正な絞り制御を目指すいわゆる評価測光方式による絞り制御が知られている。
特開平７−０２３２８７号公報

上記従来例では、絞り制御を行うための手段からの出力値を、デジタル覆い焼き処理において有効に利用するということは行われていない。特に、入力画像を格子状に領域分割して、各々の領域の輝度値を積算するハードウェア処理手段を持つ装置において、積算された輝度値をデジタル覆い焼き処理で活用できていないのは効率的でないという問題がある。

本発明は上記技術的課題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、絞り制御のための領域分割積算回路の出力を用いて効果的なデジタル覆い焼き適応画像の作成と処理の簡略化を実現する撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る撮像装置は、光信号を入力しデジタル画像に変換する撮像手段と、
前記デジタル画像を格子状に領域分割し、各々の領域の輝度値を積算する領域積分手段と、
前記領域積分手段の積分値を加重平均する加重平均手段と、
前記加重平均手段の出力を基に前記撮像手段への露光量を制御する露光制御手段と、
前記領域積分手段の積分値から低周波成分を抽出することにより特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
前記特徴量に基づいて輝度補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記補正係数算出手段から出力される係数を用い、前記デジタル画像の輝度値を補正する輝度値補正手段と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、絞り制御のための領域分割積算回路の出力を有効に用いて、デジタル覆い焼き処理が行われるため、効果的なデジタル覆い焼き適応画像の作成と処理の簡略化が実現される。特に、入力画像を格子状に領域分割して、各々の領域の輝度値を積算するハードウェア処理手段を持つ装置において大きな効果がある。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。この、図１のブロック図による処理の流れを、実際の画像データの処理例を示す図（図２）、及びデジタル覆い焼きで用いる補正係数の例を示す図（図３）と共に説明していく。

レンズ群１００は、被写体像を光学的にＣＣＤ（光電変換素子）１０１へ投影するために複数枚のレンズで構成されている。ＣＣＤ１０１は、レンズ群１０２によって投影された撮影画像をするための素子である。ＣＣＤ１０１でアナログ電気信号に変換された画像は、ＣＤＳ１０２で相関二重サンプリングによるノイズ除去処理が行われ、Ａ／Ｄ変換回路１０３でデジタル信号に変換される。ＴＧ１０５は、ＣＣＤ１０１、ＣＤＳ１０２、ＡＤＣ１０３の処理タイミングを制御する信号を発生し、データの転送や電子シャッターを制御するタイミングジェネレータである。

カメラ信号処理部１１０は、Ａ／Ｄ変換回路１０３より出力されたデジタル信号に対し、ガンマ変換、色空間変換、又、ホワイトバランス等の画像処理を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットでデジタル画像出力を行う。

領域積分回路１２０は、Ａ／Ｄ変換回路１０３より出力されたデジタル信号を格子状の領域に分割し、各々の領域に於いて輝度値を積算していく。この時の処理例は、図２の（ａ）に示す画像に対し処理結果が図２（ｂ）のようになる。

ＡＥ評価部１３０では、評価測光方式による絞り制御を行う。ここでの処理例は、図２（ｃ）のようになる。画像全体をＡ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄに分割し、領域積分回路１２０から出力される領域ごとに輝度値が積算された値に対して、重み付けをして平均的な輝度を求めた値を求めて判定し、タイミングジェネレータ１０６の制御で、電子シャッターのシャッター速度を変化させて適切な絞り制御を行う。

覆い焼き処理部１４０は、先ず、図２（ｂ）の例で示される領域積分回路１２０の出力から、ＬＰＦ１４１によって低周波成分を抽出し、図２（ｄ）に示す覆い焼き判定画像を作成する。次に、係数算出部１４２で、覆い焼き判定画像の判定値に対応する補正係数を算出する。このときの補正係数の例が図３である。図３の横軸でＬｔｈと表記されている値は、覆い焼きの境界値であり、この境界値より判定値が大きかった場合には、補正係数は１、つまり補正を行わずにそのまま出力されることとなる。又、判定値が境界値より小さい場合は、判定値が小さい程補正係数が大きくなる。係数算出部１４２で算出された係数値は、乗算回路１４３によって、カメラ信号処理部１１０からの画像と掛け合わされる。

覆い焼き処理部１４０から出力された画像は、画像圧縮処理部１５０で圧縮され、ネットワークインターフェース１６０を通じて伝送される。

＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、覆い焼き処理部（図１の１４０）の構成が異なる。

図４は本実施の形態の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図中、覆い焼き処理部４００以外については、実施の形態１の図１と同様であるので、説明は省略する。

覆い焼き処理部４００は、カメラ信号処理部１１０からの画像から、輝度分布抽出部４１０によって輝度値の分布画像として抽出された後、ＬＰＦ１４１によって低周波成分が抽出され、係数算出部１４２で補正係数が算出される。

又、領域積分回路１２０からの出力を受けて、補正量制御部４２０は、係数算出部１４２で算出される補正係数の補正量を制御する。図５及び図６は補正量制御部４２０による補正量の制御によって、係数算出部１４２の補正係数が変化させる例を示している。

図５の例では、領域積分回路１２０からの出力の、最大値及び最小値を補正量制御部４２０で計測し、最大値と最小値の差によって補正の大きさを変化させる。図中の５００は差が最も少ない場合の補正曲線で、５２０が差の最も大きい場合の補正曲線である。

図６に例では、領域積分回路１２０からの出力の、平均値或は中央値を補正量制御部４２０で計測し、計測結果に応じて、係数算出部１４２での補正時の境界値設定を変化させている。平均値或は中央値が大きい場合は、境界値設定も大きくなり（６２０）、補正曲線は６５０に示すようになる。平均値或は中央値が小さい場合は、境界値設定も小さくなり（６００）、補正曲線は６３０に示すようになる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態１と比較して、覆い焼き処理部（図１の１４０）の構成が異なる。

図７は本実施の形態の撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図中、覆い焼き処理部７００以外については、実施の形態１の図１と同様であるので、説明は省略する。

覆い焼き処理部７００は、領域積分回路１２０からの出力を、実施の形態１と同様にＬＰＦ１４１が受けて処理すると同時に、実施の形態２と同様に補正量制御部４２０が受けて処理を行う。ＬＰＦ１４１の出力に対し、補正量制御部４２０によって制御される補正曲線によって係数算出部１４２で補正係数を算出し、乗算回路１４３によって、カメラ信号処理部１１０からの画像と掛け合わされる。

＜その他の実施形態＞
上記の実施の形態で説明した撮像装置では、領域積分回路１２０は、カメラ信号処理部１１０の入力側の画像を処理する様構成されているが、カメラ信号処理部１１０の出力側の画像を領域積分回路１２０で処理する構成としても良い。

又、カメラ信号処理部１１０の処理と、覆い焼き処理部１４０の処理の順序は、覆い焼き処理部１４０の処理が先となるよう構成することも可能である。

本発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態１に係る撮像装置の画像データの処理例を示す図である。 本実施の形態１に係る撮像装置の補正係数の例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態２に係る撮像装置の補正係数の例を示す図である。 本実施の形態２に係る撮像装置の補正係数のその他の例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１２０ 領域積分回路
１３０ ＡＥ評価部
１４０，４００，７００ 覆い焼き処理部
１４１ ＬＰＦ
１４２ 係数算出部
１４３ 乗算回路
４１０ 輝度分布抽出部
４２０ 補正量制御部

Claims (5)

1. 光信号を入力しデジタル画像に変換する撮像手段と、
   前記デジタル画像を格子状に領域分割し、各々の領域の輝度値を積算する領域積分手段と、
   前記領域積分手段の積分値を加重平均する加重平均手段と、
   前記加重平均手段の出力を基に前記撮像手段への露光量を制御する露光制御手段と、
   前記領域積分手段の積分値から低周波成分を抽出することにより特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
   前記特徴量に基づいて輝度補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記補正係数算出手段から出力される係数を用い、前記デジタル画像の輝度値を補正する輝度値補正手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 光信号を入力しデジタル画像に変換する撮像手段と、
   前記デジタル画像を格子状に領域分割し、各々の領域の輝度値を積算する領域積分手段と、
   前記領域積分手段の積分値を加重平均する加重平均手段と、
   前記加重平均手段の出力を元に前記撮像手段への露光量を制御する露光制御手段と、
   前記デジタル画像から輝度分布抽出する輝度分布抽出手段と、
   前記輝度分布抽出手段の出力から低周波成分を抽出することにより特徴量を抽出する特 徴量抽出手段と、
   前記特徴量に基づいて輝度補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記補正係数算出手段から出力される係数を用い、前記デジタル画像の輝度値を補正する輝度値補正手段と、
   前記領域積分手段から出力される積分値を基に前記補正係数算出手段の補正量を制御する補正量制御手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
3. 光信号を入力しデジタル画像に変換する撮像手段と、
   前記デジタル画像を格子状に領域分割し、各々の領域の輝度値を積算する領域積分手段と、
   前記領域積分手段の積分値を加重平均する加重平均手段と、
   前記加重平均手段の出力を元に前記撮像手段への露光量を制御する露光制御手段と、
   前記領域積分手段の積分値から低周波成分を抽出することにより特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
   前記特徴量に基づいて輝度補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記補正係数算出手段から出力される係数を用い、前記デジタル画像の輝度値を補正する輝度値補正手段と、
   前記領域積分手段から出力される積分値を基に前記補正係数算出手段の補正量を制御する補正量制御手段
   とを持つことを特徴とする撮像装置。
4. 前記補正量制御手段は、前記領域積分手段から出力される積分値の最大値と最小値の差を基に補正係数算出手段の補正量を変更することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
5. 前記補正量制御手段は、前記領域積分手段から出力される積分値の平均値又は中央値を基準にして境界値を決定し、前記補正係数算出手段は、前記境界値よりも輝度値の大きい画素は補正せずに、そのまま出力することを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。

Images