JP2007151034A - 撮像装置及び画像再生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮影画像の露出条件を的確に評価できる輝度分布の表示機能を備えた撮像装置及び画像再生装置を提供する。
【解決手段】撮像装置1の構成を、被写体像10を取得する撮像部2と、撮像部2の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部3と、画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部4と、複数の輝度データを、関連する画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部8とを備えるものとした。
【選択図】図1

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置及び画像再生装置に関するものである。
デジタルカメラ等の撮像装置は、その液晶ディスプレイ装置(LCD)に「ヒストグラム」と通称される被写体像の輝度分布を表示する機能を備えたものがある。
従来、被写体像を複数の領域に分割し、これらの領域ごとにヒストグラムを表示できる撮像装置が知られており(例えば、特許文献1参照)、この撮像装置によれば、撮影者は、被写体像における輝度の分布状態をより詳細に把握することができる。
しかし、被写体の構図、撮影者の目的は一様ではなく、輝度の分布に偏りがなければよいとは限らないため、このようなヒストグラムに基づいて露出状態を的確に評価して、撮影時の露出条件を調整するには経験を要し、この点については、上述の分割表示されたヒストグラムであっても同様である。
また、通常のカメラに備えられているLCDは、画素数が撮像素子に比べて少ないため、LCDに表示された被写体像から合焦状態の判断を行うことは困難である。
このため、LCDに表示された被写体像から、被写体の所望の位置に正しく合焦されているか否か(ピントがあっているか)を判断できるものが望まれていた。
特開2003−333378号公報
本発明の第1の課題は、撮影画像の露出状態を的確に評価できる輝度分布の表示機能を備えた撮像装置及び画像再生装置を提供することである。
また、本発明の第2の課題は、表示部に表示された画像によって被写体に対する合焦状態の良否を容易に判断することができる撮像装置及び画像再生装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項1の発明は、被写体像を取得する撮像部と、前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備える撮像装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記表示部は、前記画像データによって形成される2次元領域に対し直交する軸方向に前記輝度データを表した3次元表示を行うことを特徴とする撮像装置である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、前記輝度データ生成部は、前記画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、前記領域毎に前記輝度データを生成することを特徴とする撮像装置である。
請求項4の発明は、請求項3に記載の撮像装置において、前記輝度データ生成部は、前記領域内に含まれかつその輝度が所定値以上の画素の個数に関するデータを前記輝度データとすることを特徴とする撮像装置である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の撮像装置において、前記表示部は、スポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択可能にする領域選択表示を表示することを特徴とする撮像装置である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の撮像装置において、前記輝度データは、前記被写体像と併せて前記表示部に表示されることを特徴とする撮像装置である。
請求項7の発明は、被写体像に基づいて生成された画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備える画像再生装置である。
請求項8の発明は、被写体像を取得する撮像部と、前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、前記画像データにおける位置が隣接する画素間のコントラストデータを、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応して複数生成するコントラストデータ生成部と、前記複数のコントラストデータを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備える撮像装置である。
請求項9の発明は、被写体像に基づいて生成された画像データにおける位置が隣接する画素間のコントラストデータを、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応して複数生成するコントラストデータ生成部と、前記複数のコントラストデータを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部とを備える画像再生装置である。
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
(1)画像データの画素位置に対応して生成された複数の輝度データを、関連する画素位置に対応した状態で表示部に表示するから、被写体像の輝度データの分布を画素位置ごとに把握することができ、撮影画像の露出条件を的確に評価できる。
(2)輝度データを3次元表示にしたから、各画素の輝度の高低を視覚的に捉えることができ、輝度データの分布を容易に把握することができる。
(3)画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、この領域ごとに輝度データを生成したから、撮像装置が備える表示部の画素数が撮像素子の画素数より少なくても、被写体像全体の輝度分布を表示できる。
(4)輝度データを被写体像と併せて表示するから、輝度データの分布と被写体像とを対比することができ、露出条件の調整をより容易に行うことができる。
(5)スポット測光、又は、焦点合わせを行う領域の選択を、被写体像における輝度の分布を確認しながら行うことができるので、これらの領域の選択を的確に行うことができる。
(6)画像データの画素位置に対応させて生成されたコントラストデータを、関連する画素位置に対応した状態で表示部に表示するから、被写体像における画素位置ごとのコントラストデータを個別に把握することができ、被写体像のどの部分に合焦しているか(ピントがあっているか)を容易に確認できる。
本発明は、撮影画像の露出条件を的確に評価できる輝度分布の表示機能を備えた撮像装置及び画像再生装置を提供するという目的を、画像データが有する輝度に関するデータがこの画像データの画素位置に対応して配置された3次元グラフをLCDに表示することによって実現する。
また、本発明は、表示部に表示された画像によって被写体に対する合焦状態の良否を容易に判断することができる撮像装置及び画像再生装置を提供するという目的を、ある画素位置の画像データとこれに隣接する画像データとの輝度の差分に応じてコントラストデータを生成し、このコントラストデータを関連する画素位置に対応させてLCDに表示することによって実現する。
以下、図面を参照して、本発明の撮像装置の実施例であるデジタルスチルカメラ(以下、単に「カメラ」という)について説明する。
図1は、実施例のカメラを示すブロック図である。図2は、図1のカメラが取得した被写体像の一例を示す図であり、(a)は、LCDに表示される被写体像を示し、(b)は、(a)の被写体像を複数の領域に分割した状態を示している。
この実施例のカメラ1は、被写体像10の輝度分布を3次元グラフによって表示する機能、及び、被写体像のコントラストの分布状態を表示する機能を有するものであり、撮影用レンズ群L、CCD2、画像処理部3、輝度データ生成部4、コントラストデータ生成部5、操作部6、記録部7、LCD8、ECU9を備えている。
撮影用レンズ群Lは、被写体像を結像する光学系であって、略同じ光軸I上に配列された複数のレンズを有して構成されている。これらに含まれる各レンズは、例えば、フォーカシング、ズーミング等によって光軸I方向に移動するようになっている。
CCD2は、撮影用レンズ群Lによって結像された被写体像を取得する撮像部であって、被写体像光を電気的な信号に変換する図示しない複数の受光素子を備え、この電気的な信号を画像処理部3に出力するようになっている。
画像処理部3は、CCD2から出力された撮影画像信号に基づいて画像データを生成する部分である。この画像データは、各画素の画素位置に関する情報、輝度に関する情報等を含むものである。
輝度データ生成部4、及び、コントラストデータ生成部5は、画像処理部3から出力された画像データに基づいて、それぞれ輝度データ、コントラストデータを生成する部分である。これらの輝度データ生成部4、コントラストデータ生成部5については、後に詳しく説明する。
操作部6は、後述するECU9に接続されており、撮影者がレリーズ操作や、ともに後述する3次元ヒストグラム、コントラスト分布図の表示、非表示の選択等の各種操作を行うものである。また、この操作部6は、LCD8に表示された後述する領域選択表示21の操作を行うポインティングデバイスを備えている。
記録部7は、画像処理部3が出力する画像データを記録する部分であって、例えば、着脱式のフラッシュメモリカード等の記録媒体に対して情報の読み書きを行うドライブ装置を備えている。
LCD8は、例えば、カメラ1の背面側(撮影者側)に設けられ、記録部7が保持する撮影済みの画像の再生表示、及び、フレーミング中にCCD2がリアルタイムに出力する画像(スルー画)を表示するものである。また、LCD8は、3次元ヒストグラム及びコントラスト分布図を表示する表示部である。
ECU9は、上述した画像処理部3、輝度データ生成部4、コントラストデータ生成部5、記録部7、LCD8等の各要素を統括的に制御するCPUを備えた情報処理部である。
本実施例は、このカメラ1を通常撮影位置(撮像面が長方形のCCD2の長手方向を略水平にした位置)にして2本の木11を被写体として撮影したものを被写体像の一例として説明する(図2(a)参照)。この被写体像10には、木11の他に太陽12、木11の影13が写っている。
次に、輝度データ生成部4、及び、3次元ヒストグラム20について説明する。
輝度データ生成部4は、図2(b)に示すように、CCD2の撮像面をマトリクス状に分割して設定された複数の領域(以下、「輝度データ生成領域」という)ごとに輝度データを生成するようになっている。
なお、本実施例は理解を容易にするため、例えば、CCD2の撮像面(被写体像10)を水平方向に24等分、垂直方向に18等分にそれぞれ分割して、合計432の輝度データ生成領域を設けたが、この輝度データ生成領域の大きさ(CCD2の分割数)は、これに限らず、被写体の種類等に応じて上述の例より小さい領域を選択することができ、この場合には、より詳細に輝度の分布状態を把握することができる。
ここで、「輝度データ」とは、各輝度データ生成領域に含まれる画素の輝度に関するパラメータであり、具体的には、輝度データ生成領域に含まれる画素の輝度を画像処理部3の出力に基づいて読み取り、そのうちの所定の閾値以上の輝度を有する画素の個数を合計したものである。
図3は、LCDに表示された3次元ヒストグラムを示す図である。
ECU9は、複数の画素がまとめられた輝度データ生成領域に含まれる個々の画像データが有する画素位置に関するデータに基づいて、輝度データ生成領域をその画素位置に対応させて配置した2次元領域を形成してLCD8に表示する。
3次元ヒストグラム20は、この2次元領域に対して直交する方向に輝度データ生成領域ごとの輝度データの大きさを表した3次元グラフである。ここで、「3次元グラフ」とは、互いに直交する3軸(例えば、X軸、Y軸、Z軸)によって形成される空間の斜視図であり、例えば、X、Yの2軸によって形成される平面領域の所定位置(X,Y)における数値データをZ軸方向に表すものである。
なお、この図3においては、被写体像に含まれる2本の木11、太陽12、及び、影13以外の背景部分の輝度データは、略均一に分布しているため、ここでは理解を容易にするために表示を省略してある。
前述のように、輝度データとは、輝度データ生成領域における閾値以上の輝度を有する画素の個数であり、閾値以上の輝度を多く含む部分(例えば、太陽12の部分)は、輝度データの値が他の部分(木11等)に比べて大きく表示されるようになっている。
ECU9は、予め設定された値より大きい輝度データが含まれる場合には、例えば、LCD8に警告表示を表示する等して、撮影者に注意を促すようになっている。この設定値は、任意に設定可能であり、また、撮影者は、この警告表示機能のオン、オフを選択できる。また、この警告は、例えば、図示しない警報出力部から警告音(ブザー等)を発信させてもよい。
この3次元ヒストグラム20は、撮影時においてLCD8に表示されるスルー画とともに、又は、記録部7に記録された被写体像を再生する際にこの画像とともにLCD8に表示される。3次元ヒストグラム20を画像再生時に表示する際には、このカメラ1は、画像再生装置として機能する。
このとき、3次元ヒストグラム20の画像データによって形成される2次元領域は、スルー画又は再生画像に重ねて表示され、撮影者は、被写体像のどの部分において輝度が高いか又は低いかを具体的に確認できる。
また、LCD8は、領域選択表示21を表示する(図3参照)。
この領域選択表示21は、例えば、「+」の記号を模して表示されるカーソルであり、3次元ヒストグラム20とともにLCD8に表示され、撮影者は、3次元ヒストグラム20を参照しながら操作部6に備えられたポインティングデバイスを操作してスポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択できるようになっている。このスポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域の決定は、操作部6に設けられた図示しないボタンが操作されることによって行われる。
ここで、3次元ヒストグラム20を生成する際のECU9が行う処理を図4に示すフローチャートを用いて説明する。
(ステップS01:画像データ生成)
まず、ECU9は、CCD2が取得した被写体像に基づいて、画像処理部3に画素ごとの画像データを生成させる。なお、本明細書において、「画像データ」とは、記録部7が保持する撮影済みの画像に含まれる画像データ、及び、スルー画に含まれる画像データの両方を意味するものとする。
(ステップS02:輝度データ生成領域選択)
次いで、ECU9は、LCD8に図示しない選択メニューを表示させ、この選択メニューから輝度データ生成領域を設けるか否か、及び、輝度データ生成領域を設ける場合、この大きさ(各輝度データ生成領域に含まれる画素数)を撮影者に決定させる。
撮影者は、例えば、被写体の種類及び構図、撮影の目的に応じて輝度データ生成領域を設けるか否を決定し、輝度データ生成領域を設ける場合には、その大きさを選択し、これらの事項をECU9に対して操作部6を介して入力する。
ここで、輝度データ生成領域を設けて輝度データを輝度データ生成領域ごとに表示させる場合にはステップS03に進む。一方、輝度データ生成領域を設けないで輝度を画素ごとに表示する場合にはステップS04に進む。
(ステップS03:輝度データ生成)
ECU9は、操作部6からの入力に応じて、選択された大きさの輝度データ生成領域ごとの輝度データを輝度データ生成部4に生成させ、これを検出する。
(ステップS04:輝度の検出)
ECU9は、画像処理部3からの出力に基づいて、画像データが有する画素ごとの輝度を輝度データとして検出する。
(ステップS05:3次元ヒストグラム表示)
ECU9は、輝度データが表示された3次元ヒストグラムを生成し、これをLCD8に表示する。ここで、輝度データ生成領域を設けて輝度データを表示する場合には、3次元ヒストグラム20を図3に示すような3次元棒グラフとして表示することができる。
一方、輝度データ生成領域を設けずに輝度を画素ごとに表示する場合には、3次元ヒストグラムを、いわゆる3次元等高線グラフ状に表示することができる(図示省略)。なお、輝度を画素ごとに表示した3次元ヒストグラムも、輝度データ生成領域を設けた場合と同様に、スルー画、又は、再生画像とともにLCD8に被写体像と重ねて表示できる。
以降、撮影者は、これらの3次元ヒストグラム20に基づいて被写体像の露出状態を評価し、最適な露出条件を決定する。
次に、コントラストデータ生成部5、及び、コントラスト分布図30について説明する。
コントラストデータ生成部5は、上述の輝度データ生成部4と同様に、CCD2の撮像面を複数の領域に分割して設定されたコントラストデータ生成領域を設ける。
また、コントラストデータ生成部5は、あるコントラストデータ生成領域と、これに対して上下方向及び左右方向に隣接する他の4つのコントラストデータ生成領域との間における輝度の差分(コントラスト)に応じてコントラストデータを生成する。
ここで、「コントラストデータ」とは、上記コントラストの差分に所定の閾値を超えたものが含まれるか否かを識別できるようにする情報であり、ECU9は、コントラストデータ生成部5の出力に基づいて、例えば、閾値を超えるコントラストデータを有するコントラストデータ生成領域をそうではない他のコントラストデータ生成領域と異なる色によって表示したコントラスト分布図30を表示する。
図5は、LCDに表示されたコントラスト分布図である。
図2(a)に示す被写体像10は、その被写体(木11)に対して略合焦しており、木11と背景部分との境界(エッジ)部分のコントラストが大きいため、コントラスト分布図30は、木11とその背景との境界を表示したものになる。また、この被写体像10において、被写界深度は、太陽12及び木11の影13にも及んでおり、太陽12及び影13にも略合焦している。このため、コントラスト分布図20には、太陽12及び影13の境界も表示されている。
また、木11の幹及び葉の部分、太陽12及び影13の境界より内側の部分、被写体の背景部分は、コントラストが小さい(輝度がほぼ均一である)ため何も表示されず、コントラスト分布図30は、図5に示すように、木11、太陽12、影13の輪郭のみを抽出して表示したものになる。上記のコントラストの閾値は、被写体に合焦していない場合に、被写体の輪郭が表示されなくなるように設定する。
このように、コントラスト分布図30は、被写体像からその輪郭を抽出して表示するようになっているため、コントラストデータ生成領域は、上述した輝度データ生成領域より多く設ける(被写体像を細かく分割する)ことが被写体像の輪郭をより詳細に再現できるため好ましい。
また、このコントラスト分布図30も、3次元ヒストグラム20と同様に、撮影時においてLCD8に表示されるスルー画とともに、又は、記録部7に記録された被写体像を再生する際にこの画像とともにLCD8に表示され、コントラスト分布図30を画像再生時に表示する際には、このカメラ1は、画像再生装置として機能する。
以上説明したように、実施例のカメラ1によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)画像データの画素位置に対応して生成された輝度データをその画素位置に対応させて表示したから、被写体像10の輝度データの分布を画素位置ごとに把握することができ、撮影画像の露出条件を的確に評価できる。
これにより、撮影者は、被写体像10において輝度が予め高く(又は低く)なることが予想される位置の輝度レベルが、3次元ヒストグラム20に表示されたこれらの部分における輝度レベルに対応するように露出条件を調整すればよい。
具体的には、被写体像10のうち太陽12の部分は、輝度が他の部分に比べて高くなることが予想されるので、この部分において予想される輝度レベルと、3次元ヒストグラム20に表示された輝度レベルとが対応するように露出条件を調整すればよく、経験の少ない撮影者であっても露出条件を的確に調整することができる。
(2)被写体像における輝度の分布図を輝度データが高さ方向に示された3次元ヒストグラム20によって表示したから、各画素の輝度の高低を視覚的に捉えることができ、輝度データの分布を容易に把握することができる。
(3)3次元棒グラフである3次元ヒストグラム20は、被写体像を複数の領域に分割して生成された輝度データ生成領域ごとに輝度データを表示させるから、LCD8の画素数がCCD2より少なくても被写体像全体の輝度分布を表示できる。また、輝度データを輝度が閾値以上である画素の個数としたから、輝度の高い画素を含む領域の輝度データがそうでない領域に比べより大きな値となり、例えば、輝度の平均を表示する場合に比べ、これらの領域を容易に区別することができる。
(4)スポット測光又は焦点合わせを行う領域の選択を、3次元ヒストグラム20を確認しながら行うことができるので、これらの領域の選択を的確に行うことができる。
(5)コントラスト分布図は、被写体像の輪郭を抽出して表示したものであるから、合焦状態が悪い(いわゆる、ピントが合っていない)場合には、LCD8に表示されないので、被写体像の所望の位置に対して合焦しているか否かを容易に判断することができる。
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)実施例の撮像装置は、デジタルカメラであったが、撮像装置はこれに限らず、動画を撮影するムービーカメラでもよく、また、これらのカメラは、携帯電話等の携帯通信端末や、カメラ以外の機器に組み込まれた状態で使用されるものであってもよい。
(2)実施例は、輝度の分布を3次元ヒストグラムによって表示したが、輝度データが関連する画素位置に対応して配置されれば、これに限らず、輝度データ生成領域ごとに輝度を、例えば、数値、色分け等によって2次元表示してもよい。
(3)輝度データは、実施例に記載したものに限らず、例えば、各輝度データ生成領域に含まれる輝度の平均値や合計値であってもよい。
(4)3次元ヒストグラムの表示は、実施例に示すものに限らず、例えば、RGBの色ごとに独立した表示をできるようにしてもよい。
(5)実施例は、カメラが画像再生装置としての機能を果たしたが、画像再生装置は、これに限らず、例えば、画像再生用のソフトウェアを備えたコンピュータ装置等の汎用機や、画像表示装置を備えた携帯用ハードディスクドライブ装置等のストレージデバイスであってもよい。
実施例のカメラを示すブロック図である。 図1のカメラが取得した被写体像の一例を示す図である。 LCDに表示された3次元ヒストグラムを示す図である。 3次元ヒストグラムを生成する際のECUの処理を示すフローチャートである。 LCDに表示されたコントラスト分布図である。
符号の説明
1 カメラ : 2 CCD : 3 画像処理部 : 4 輝度データ生成部 : 5 コントラストデータ生成部 : 6 操作部 : 7 記録部 : 8 LCD : 9 ECU : 10 被写体像 : 20 3次元ヒストグラム : 21 領域選択表示 : 30 コントラスト分布図

Claims (9)

  1. 被写体像を取得する撮像部と、
    前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、
    前記画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、
    前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部と
    を備える撮像装置。
  2. 請求項1に記載の撮像装置において、
    前記表示部は、前記画像データによって形成される2次元領域に対し直交する軸方向に前記輝度データを表した3次元表示を行うこと
    を特徴とする撮像装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、
    前記輝度データ生成部は、前記画像データをその画素位置に応じて複数の領域に分割し、前記領域毎に前記輝度データを生成すること
    を特徴とする撮像装置。
  4. 請求項3に記載の撮像装置において、
    前記輝度データ生成部は、前記領域内に含まれかつその輝度が所定値以上の画素の個数に関するデータを前記輝度データとすること
    を特徴とする撮像装置。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の撮像装置において、
    前記表示部は、スポット測光を行う領域、又は、焦点合わせを行う領域を選択可能にする領域選択表示を表示すること
    を特徴とする撮像装置。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の撮像装置において、
    前記輝度データは、前記被写体像と併せて前記表示部に表示されること
    を特徴とする撮像装置。
  7. 被写体像に基づいて生成された画像データの画素位置にそれぞれ対応する複数の輝度データを生成する輝度データ生成部と、
    前記複数の輝度データを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部と
    を備える画像再生装置。
  8. 被写体像を取得する撮像部と、
    前記撮像部の出力に基づいて画像データを生成する画像処理部と、
    前記画像データにおける位置が隣接する画素間のコントラストデータを、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応して複数生成するコントラストデータ生成部と、
    前記複数のコントラストデータを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部と
    を備える撮像装置。
  9. 被写体像に基づいて生成された画像データにおける位置が隣接する画素間のコントラストデータを、前記画像データの画素位置にそれぞれ対応して複数生成するコントラストデータ生成部と、
    前記複数のコントラストデータを、関連する前記画素位置に対応して配置された状態で表示する表示部と
    を備える画像再生装置。

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