JP2008054115A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影前に注目画像が選択されていることを確認でき、その輝度レベルが撮像手段で取得した映像の輝度分布の中のどの部分に位置しているかを表示することで、撮影の失敗を未然に防ぐことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供すること。
【解決手段】撮像信号に基づく表示用画像の中から所望の注目画像を指定する注目画像指定手段と、撮像画像を形成する各画素の輝度レベルのうち注目画像を形成する各画素の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、注目画像を形成する各画素の輝度レベルの輝度分布を区別して表示する輝度分布グラフ表示手段と、注目画像を形成する各画素の輝度レベルに相当する画像部分の表示用画像を、予め表示パターン及び表示タイミングが設定されたマーク画像に切り換えて表示させる画像切換手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はデジタルスチルカメラまたはデジタルビデオカメラ等の撮像装置またはカメラ付き携帯電話等の撮像装置を搭載した機器に関し、より具体的には撮像する被写体を最適な輝度で撮像可能な撮像装置及び撮像方法に関する。

近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の技術進歩は著しく、高機能、高性能化が図られており、撮影時の失敗を未然に防止する種々の機能が付加されている。このような機能の中で適正露出に設定できているかどうかを確認するため、従来、例えば撮影中に画像の露出量の目安となるヒストグラムと呼ばれる輝度分布を表示可能な機能を備えたカメラがあった。

ヒストグラムとは、撮像する画像の各画素の輝度を積算し、グラフ形式で表示した度数分布図である。これにより、撮影中の画像が明るすぎたりまたは暗すぎたりすることが事前に分るので、露出オーバーや露出アンダーの場合には露出量を適宜変えることで最適な画像で撮影することを可能としている。

また、撮像する画像の白飛びする部分に黒と白の縞状の斜線であるゼブラパターンを表示して警告するゼブラパターン機能を備えたカメラもある。ゼブラパターンは、映像の輝度レベルを表す単位であるＩＲＥを７０％もしくは１００％を超える明るさの部分に警告として表示される。通常はこのゼブラパターンをＩＲＥ１００％警告にして、被写体の上にこのゼブラパターン警告がほとんど表示されないように明るさを調節するのが一般的である。

しかしながら、ヒストグラム表示では、画面全体の輝度分布を知ることはできても、撮影対象である注目画像の輝度がヒストグラム上でどの領域に対応しているのか分らないため、注目画像が最適な露出になっているかどうかは撮影者の勘に頼らざる得なかった。一方、ゼブラパターン表示では、適切な輝度を有している画素の判別を行うことはできるが、注目画像の輝度が適切でないかどうかを判断できないため、撮影後に注目画像の輝度が適切でないということがあった。

本発明はこのような従来技術の課題を解決し、撮影前に注目画像が選択されていることを確認できるとともに、その輝度が撮像手段で取得した映像の輝度分布の中のどの部分に位置しているかを表示することで、撮影の失敗を未然に防ぐことが可能な撮像装置及び撮像方法を提供することを目的とする。
なお、本明細書において、用語「撮影画像」とは実際の撮像結果として得られる画像を意味し、また用語「表示用画像」とはビューファインダ等の撮像装置の表示部に表示される画像を意味する。

本発明は上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、被写体の撮像結果として得られる撮像信号を出力するとともに、当該撮像信号に基づく表示用画像を表示手段に表示させる撮像装置において、撮像信号に基づく表示用画像の中から所望の注目画像を指定する注目画像指定手段と、撮像信号に基づく撮像画像を形成する各画素のうち、注目画像を形成する各画素の位置を検出する画素位置検出手段と、撮像信号に基づく撮像画像を形成する各画素の輝度レベルのうち、注目画像を形成する各画素の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、撮像画像を形成する各画素の輝度レベルの度数分布を表す輝度分布グラフを、表示手段に表示される表示用画像の一部に重畳表示させるとともに、輝度分布グラフのうち、注目画像を形成する各前記画素の輝度レベルの輝度分布を区別して表示する輝度分布グラフ表示手段と、撮像画像を形成する各画素のうち、注目画像を形成する各画素の輝度レベルを表す全ての画像部分について、当該画像部分に相当する表示手段に表示されている表示用画像部分を、予め表示パターン及び表示タイミングが設定されたマーク画像に切り換えて表示させる画像切換手段と を備えることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の撮像装置において、注目画像指定手段は、撮像画像の中のフォーカスのあった部分を注目画像として指定することを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載の撮像装置において、注目画像指定手段は、撮像画像の中の肌色部分を注目画像として指定することを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載の撮像装置において、注目画像指定手段は、表示手段に表示された表示用画像の中の任意の画像を外部操作によって指定することを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、被写体の撮像結果として得られる撮像信号を出力するとともに、当該撮像信号に基づく表示用画像を表示手段に表示させる撮像装置における撮像方法において、撮像信号に基づく撮像画像の中から所望の注目画像が特定されると、注目画像を形成する各画素の輝度レベルの検出を行い、撮像画像を形成する各画素の輝度レベルの度数分布を表す輝度分布グラフを、注目画像を形成する前記各画素の輝度レベルに相当する部分が区別して表示されるように作成して表示用画像の一部に重畳表示し、注目画像を形成する各画素の輝度レベルを表す全ての画像部分を、予め表示パターンおよび表示タイミングが設定されたマーク画像に切り換えて、表示用画像に表示することを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の撮像方法において、所望の注目画像は外部操作によって特定されることを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項５に記載の撮像方法において、所望の注目画像は撮像信号の変化に伴いリアルタイムで更新されることを特徴とする。

本発明によれば、撮影対象である注目画像が確かに選択され、その輝度が輝度分布の中の何処に位置しているのかを撮影前に知ることができる。これにより、注目画像が露出オーバーか露出アンダーかを容易に判断することができ、最適な輝度になるよう調整できるので実際の撮影時には予期したとおりの映像を記憶することが可能となる。

次に添付図面を参照して本発明による撮像装置の実施の形態を詳細に説明する。

（１）第１の実施の形態
図１は本発明による撮像装置をデジタルスチルカメラに適用したときの第１の実施の形態を示す機能ブロック図である。以下、図１を用いて第１の実施の形態である撮像装置１０を説明する。
撮影レンズ１００は被写体像を撮像素子１０２上に結像させるための撮影レンズであり、ズームレンズから構成されている。撮像素子１０２は撮影レンズ１００により結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ等の撮像素子であり、光電変換した映像信号をカメラ信号処理１０４に出力する。

カメラ信号処理部１０４は、光電変換された映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を含み、この変換器でデジタル化された画像データに必要な画像処理、例えば画素補間、カラーバランス制御、γ補正等を行う信号処理回路である。カメラ信号処理部１０４で画像処理された映像信号は、ＡＦ検出部１０６、データ圧縮部１１０、領域判定部１１４、ヒストグラム作西部１１６、ゼブラ発生部１１８および画面合成部１２０にそれぞれ出力される。

データ圧縮部１１０はカメラ信号処理部１０４から出力された映像信号に所定の圧縮を行う回路である。具体的には、静止画であればＪＰＥＧ圧縮等をまた動画であればＭＰＥＧ圧縮等を行う。
記録媒体１１２はデータ圧縮部１１０から出力された静止画像または動画像を記録するハードディスクである。なお、ここでは記録媒体としてハードディスクを示したが、例えばフラッシュメモリ等の半導体メモリや磁気テープ等であってもよい。

ＡＦ検出部１０６はシャッタボタン（図示せず）を半押しした状態であるファーストレリーズで、カメラ信号処理部１０４から入力した映像信号の中央に位置する注目画像にピントを合わせる処理部である。そして、ＡＦ検出部１０６は注目画像のピントがあっていない場合、その検出信号をレンズ駆動部１０８に出力する。

レンズ駆動部１０８は、ＡＦ検出部１０６からの検出信号により注目画像のピントが合うようにレンズ１００を駆動制御する制御回路である。ＡＦ検出部１０６は、このような注目画像として選択した被写体のピント合わせを自動化する機能の他に、第１の実施の形態では注目画像を指定してこの注目画像を形成する各画素の位置を検出する画素位置検出機能を備えている。そして、検出した注目画像の画素位置情報を領域判定部１１４に通知する。

領域判定部１１４はカメラ信号処理部１０４より映像信号を、ＡＦ検出部１０６より注目画像の画素位置情報をそれぞれ入力し、撮像素子１０２で取得した映像の中から注目画像領域の各画素の輝度レベルを検出する判定部である。領域判定部１１４は判定結果の輝度レベル情報をヒストグラム作成部１１６およびゼブラ発生部１１８にそれぞれ出力する。

ヒストグラム作成部１１６はカメラ信号処理部１０４より映像信号を入力し、撮像素子１０２で取得した映像における各画素の輝度レベルを積算した度数分布を表す輝度分布グラフ（ヒストグラム）を作成するグラフ作成部である。ヒストグラム作成部１１６はまた、領域判定部１１４より注目画像の輝度レベル情報を入力し、この注目画像の輝度レベルに相当する部分が輝度分布の中で明確に区別できるようにヒストグラム上の色を変えて表示する。

ゼブラ発生部１１８はカメラ信号処理部１０４より映像信号を、また領域判定部１１４より注目画像の輝度レベル情報をそれぞれ入力する。ゼブラ発生部１１８は、この注目画像を形成する各画素の輝度レベルを表す全ての画像部分について、予め表示パターンおよび表示タイミングが設定されたマーク画像であるゼブラパターンに切り換えて表示されるようマーク画像を生成する画像切換部である。また、当該注目画像と同じ輝度レベルの画像の画素部分も同様にゼブラパターンに切り換えて表示する。このように本実施の形態では、所定速度でスクロールして表示されるゼブラパターンは、注目画像およびこれと同じ輝度レベルの画像の画素部分に表示されるものであり、露出オーバーの白飛び部分に表示されるものではない。

画面合成部１２０はカメラ信号処理部１０４より映像信号を、ヒストグラム作成部１１６よりヒストグラムの画像を、さらにゼブラ発生部１１８よりゼブラパターンの画像をそれぞれ入力し、これら画像を合成する画像合成処理部である。すなわち、画面合成部１２０は、撮像素子１０２で取得した映像にヒストグラムの画像およびゼブラパターンの画像が重畳表示されるよう画面合成を行う。なお、画面合成部１２０は、注目画像が隠れないようにヒストグラムを４隅の内のいずれかに表示されるよう合成処理を行う。

ＬＣＤ１２２は画像合成部１２０で合成された画像信号を表示用画像として表示する電子ビューファインダである。なお、注目画像が特定されるタイミングは第１の実施の形態ではシャッタのファーストレリーズを行ったときであり、これにより撮影者は注目画像が全体の輝度分布の中のどの位置にあるかを判断できる。したがって、撮影者は撮影対象である注目画像が所望の輝度レベルにあるかを判断でき、セカンドレリーズにより実際の撮像結果として得られる撮影画像が失敗するのを未然に防ぐことができる。

図２は図１に示した電子ビューファインダであるＬＣＤ１２２に写った映像例を示した説明図である。図２では、選択した撮影対象である注目画像を人物１５０としたときであり、同図ではこれにゼブラパターンが表示されているので確かに選択されているのが判る。また、人物１５０の背景であるヨット１５１は、船体１５１ａの各画素の輝度レベルが人物１５０と同じ輝度レベルに相当するので同様にゼブラパターンが表示されている。さらに、右下に表示されたヒストグラム１５２は撮像素子１０２で取得した映像のヒストグラムがＬＣＤ１２２に表示されるとともに、人物１５０の各画素の輝度レベルに相当する部分が色分けされて表示される。

このように本実施の形態によれば、人物１５０が注目画像として選択され、この輝度レベルがヒストグラム１５２の輝度分布の中の何処に位置しているのかをＬＣＤ１２２に表示された表示用画像から判断できる。したがって、撮影対象である注目画像が所望の輝度レベルになっているかを撮影前に判断でき、必要に応じて事前に露出等を調整できるので、実際の撮影結果として得られる撮影画像を予期したとおりの結果にできる。なお、図２において、ヒストグラム１５２は右下に表示されているが、仮にこの場所に注目画像ある場合には、撮影対象が隠れない位置、例えば左上もしくは左下に表示される。

図３は図１に示した撮像装置の動作を示すフローチャートである。以下、図３を用いて第１の実施の形態の動作を説明する。
撮影者がシャッタボタン（図示せず）の半押しであるファーストレリーズを行なうと、そのときに中央に位置した画像が撮影対象である注目画像として確定される（Ｓ５００）。そして、ＡＦ検出部１０６は確定した注目画像にピントが合うようにＡＦ処理を実行し、ＡＦ処理が終了するとピントが合ったことを可視表示にて撮影者に通知するとともに、注目画像を形成する各画素の位置情報を領域判定部１１４に出力する（Ｓ５０２）。なお、ファーストレリーズを行っている状態で、注目画像の位置をセンターから移動すると、その位置情報はリアルタイムで更新されて領域判定部１１４に出力される。

領域判定部１１４は、カメラ信号処理部１０４より映像信号を、ＡＦ検出部１０６より注目画像の位置情報をそれぞれ入力し、撮像素子１０２で取得した映像の中から注目画像領域の輝度レベル情報を取得する（Ｓ５０４）。そして、この輝度レベル情報をヒストグラム作成部１１６とゼブラ発生部１１８に出力する。

ヒストグラム作成部１１６では注目画像の輝度レベル情報を取得すると、撮像素子１０２で取得した映像のヒストグラムの中で注目画像の輝度レベルにあたる部分を色分けしたヒストグラムを作成する（Ｓ５０６）。また、ゼブラ発生部１１８では注目画像の輝度レベル情報を取得すると、撮像素子１０２で取得した映像の中で、注目画像の輝度レベルに相当する画像部分にゼブラパターンが表示用画像に表示されるよう画像切換制御を行う（Ｓ５０８）。

ヒストグラム作成部１１６で作成したヒストグラム、およびゼブラ発生部１１８で生成したゼブラパターンは画面合成部１２０に送られる。なお、ファーストレリーズを行った状態で注目画像の位置を変えた場合には撮像素子１０２で取得した映像が変わるので、ヒストグラム作成部１１６で作られるヒストグラムや、ゼブラ発生部１１８でゼブラパターンにする注目画像以外の画像部分もリアルタイムで更新される。

画面合成部１２０は、撮影素子１０２で取得した映像信号、ヒストグラム作成部１１６で作られたヒストグラム、およびゼブラ発生部１１８でゼブラパターン表示した画像情報を入力すると、これら画像をリアルタイムで合成し、ＬＣＤ１２２に出力する（Ｓ５１０）。ＬＣＤ１２２は画面合成部１２０より入力した表示用画像をリアルタイムで表示する（Ｓ５１２）。その後、撮影者によってセカンドレリーズが行われると（Ｓ５１４）、その時点で撮像素子１０２が取得した映像である撮影画像がデータ圧縮部１１０に出力され、記録媒体１１２に記憶される（Ｓ５１８）。

（２）第２の実施の形態
図４は本発明による撮像装置の第２の実施の形態を示した機能ブロック図である。なお図４において、図１と同じ構成要素には同一の符号を記し、重複する説明はここでは省略する。
この撮像装置２０は色情報を用いて撮影対象である注目画像を自動的に選択する場合を示したものである。具体的には、カメラの被写体としては人物を撮影する場合が多いことに着目し、撮像装置２０では肌色抽出部２００により肌色を抽出することで注目画像を特定するようにしている。

すなわち、肌色抽出部２００はカメラ信号処理部１０４より映像信号を入力し、撮影する撮像素子１０２で取得した映像の中から肌色部分を識別することで人物の画像領域を抽出する。肌色抽出部２００は人物の画像領域を抽出するとその各画素の位置情報を領域判定部１１４に通知する。

第２の実施の形態では注目画像を人物に特定しているので、第１の実施の形態のようにファーストレリーズにより領域判定を行う必要は無い。具体的には、肌色抽出部２００が注目画像を特定できた時点で、リアルタイムでその情報を領域判定部１１４に出力する。そして、この領域判定部１１４からの輝度レベル情報を基にリアルタイムでヒストグラムとゼブラパターンとの内容が更新され、画面合成部１２０に送られる。なお、他の処理は撮像装置１０と同様なので重複する説明はここでは省略する。

（３）第３の実施の形態
図５は本発明による撮像装置の第３の実施の形態を示した機能ブロック図である。なお、図５においても図４と同様に図１と同じ構成要素には同一の符号を記し、重複する説明はここでは省略する。
この撮像装置３０は、電子ビューファインダに表示された撮像素子１０２で取得した映像の中から、撮影対象である注目画像をタッチパネルにより任意に選択する場合を示したものである。タッチパネル３００は電子ビューファインダであるＬＣＤ１２２上に取り付けられ、これに表示された表示用画像をユーザがタッチすることでその座標情報を位置検出部３０２に出力する。

位置検出部３０２は、タッチパネル３００から入力した座標情報から画面上の位置を識別し、その位置情報を周辺画素抽出部３０４に出力する。周辺画素抽出部３０４は、カメラ信号処理部１０４から撮像素子１０２で取得した映像信号を、位置検出部３０２から注目画像の位置情報をそれぞれ入力する。そして、タッチパネル３００で指定された注目画像を形成する各画素が撮像素子１０２で取得した映像のどこに位置するかの位置情報を領域判定部１１４に出力する。

このように第３の実施の形態では、タッチパネル３００により注目画像が特定された時点でその輝度レベルが領域判定部１１４から出力され、ヒストグラム作成部１１６およびゼブラ発生部１１８より上述した実施の形態と同様にヒストグラムが作成され、ゼブラパターンが表示される。なお、この後の処理は撮像装置１０と同様なので重複する説明はここでは省略する。

以上、図１から図５を用いて本発明による撮像装置の実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、技術的思想が同一の種々の変更または修正は本発明の範疇に含まれる。すなわち、本実施の形態では本発明をデジタルスチルカメラに適用したが、これに限定されるものではなくデジタルビデオカメラまたは携帯電話の撮像装置等に適用可能である。例えばデジタルビデオカメラに本発明を適用した場合には、スチルカメラのようにファーストレリーズが無いので、ＡＦ処理、ヒストグラムの作成およびゼブラパターンの表示はリアルタイムで更新される。

本発明による撮像装置の実施の形態を示す機能ブロック図。 図１に示した撮像装置の電子ビューファインダに写った映像例を示した説明図。 図１に示した撮像装置の動作を示すフローチャート。 本発明による撮像装置の第２の実施の形態を示す機能ブロック図。 本発明による撮像装置の第３の実施の形態を示す機能ブロック図。

符号の説明

１０，２０，３０ 撮像装置
１００ レンズ
１０２ 撮像素子
１０４ カメラ信号処理部
１０６ ＡＦ検出部
１０８ レンズ駆動部
１１０ データ圧縮部
１１２ 記録媒体
１１４ 領域判定部
１１６ ヒストグラム作成部
１１８ ゼブラ発生部
１２０ 画面合成部
１２２ ＬＣＤ
２００ 肌色抽出部
３００ タッチパネル
３０２ 位置抽出部
３０４ 周辺画素抽出部

Claims (7)

1. 被写体の撮像結果として得られる撮像信号を出力するとともに、当該撮像信号に基づく表示用画像を表示手段に表示させる撮像装置において、
   前記撮像信号に基づく表示用画像の中から所望の注目画像を指定する注目画像指定手段と、
   前記撮像信号に基づく撮像画像を形成する各画素のうち、前記注目画像を形成する各画素の位置を検出する画素位置検出手段と、
   前記撮像信号に基づく撮像画像を形成する各画素の輝度レベルのうち、前記注目画像を形成する各画素の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、
   前記撮像画像を形成する各画素の輝度レベルの度数分布を表す輝度分布グラフを、前記表示手段に表示される前記表示用画像の一部に重畳表示させるとともに、前記輝度分布グラフのうち、前記注目画像を形成する各前記画素の輝度レベルの輝度分布を区別して表示する輝度分布グラフ表示手段と、
   前記撮像画像を形成する各前記画素のうち、前記注目画像を形成する各前記画素の輝度レベルを表す全ての画像部分について、当該画像部分に相当する前記表示手段に表示されている前記表示用画像部分を、予め表示パターン及び表示タイミングが設定されたマーク画像に切り換えて表示させる画像切換手段と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、前記注目画像指定手段は、前記撮像画像の中のフォーカスのあった部分を注目画像として指定することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、前記注目画像指定手段は、前記撮像画像の中の肌色部分を注目画像として指定することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、前記注目画像指定手段は、前記表示手段に表示された表示用画像の中の任意の画像を外部操作によって指定することを特徴とする撮像装置。
5. 被写体の撮像結果として得られる撮像信号を出力するとともに、当該撮像信号に基づく表示用画像を表示手段に表示させる撮像装置における撮像方法において、
   前記撮像信号に基づく撮像画像の中から所望の注目画像が特定されると、前記注目画像を形成する各画素の輝度レベルの検出を行い、
   前記撮像画像を形成する各画素の輝度レベルの度数分布を表す輝度分布グラフを、前記注目画像を形成する前記各画素の輝度レベルに相当する部分が区別して表示されるように作成して前記表示用画像の一部に重畳表示し、
   前記注目画像を形成する前記各画素の輝度レベルを表す全ての画像部分を、予め表示パターンおよび表示タイミングが設定されたマーク画像に切り換えて、前記表示用画像に表示することを特徴とする撮像方法。
6. 請求項５に記載の撮像方法において、前記所望の注目画像は外部操作によって特定されることを特徴とする撮像方法。
7. 請求項５に記載の撮像方法において、前記所望の注目画像は前記撮像信号の変化に伴いリアルタイムで更新されることを特徴とする撮像方法。

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