JP2008252228A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 暗い撮影環境においても、良好な画像データを選択的に記録するための技術を提供する。
【解決手段】 本発明の電子カメラは、撮像部、撮影制御部、ブレ評価部、および記録制御部を備える。撮像部は、被写体を光電変換して画像データを出力する。撮影制御部は、撮像部の光電変換時間および撮像感度（画像データのゲイン設定）を相補的に変更しながら、撮像部を駆動して複数の画像データを生成する。ブレ評価部は、複数の画像データについて画像ブレの評価を行う。記録制御部は、画像ブレの評価結果、および撮像感度を評価パラメータとして、複数の画像データについて良否の判定を行い、良判定された画像データを選択的に記録する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子カメラに関する。

従来、ＢＳＳ（ベストショットセレクタ）モードを有する電子カメラが知られている（特許文献１など）。このＢＳＳモードでは、まず、被写体を複数回撮影し、得られた画像データの中から、画像ブレが少なく画像情報の多いもの（例えば圧縮符号量の多いもの）を選択的に保存する。このＢＳＳモードを使用することによって、画像ブレの少ない鮮明な画像データを選択的に得ることができる。
また、自動感度設定モードを備えた電子カメラも知られている。この自動感度設定モードでは、被写体の測光値が低くなると撮像感度を自動的に引き上げて、撮像素子の電荷蓄積時間の過度な長時間化を制限する。その結果、長時間撮影に起因する画像ブレを防止することができる。
特開２０００−２０９４８４号公報（請求項１）

ところで、ＢＳＳモードでは、同一の露出条件で複数回の撮影を行い、得られた画像データの中からブレの少ない画像データを選択する。そのため、暗い撮影環境では、一様に低速シャッタで撮影されることとなり、ブレの少ない画像データを得られる確率が低くなる。
一方、自動感度設定モードでは、電荷蓄積時間の長時間化を制限することで、画像ブレを防止する。しかしながら、電荷蓄積時間を短縮するために撮像感度を高感度設定しなければならず、画像ノイズが必要以上に増加するなどの問題が生じる。
そこで、本発明では、暗い撮影環境などにおいても、良好な画像データを選択的に記録するための技術を提供することを目的とする。

《１》 本発明の電子カメラは、撮像部、撮影制御部、ブレ評価部、および記録制御部を備える。
撮像部は、被写体を光電変換して画像データを出力する。
撮影制御部は、撮像部の光電変換時間および撮像感度（画像データのゲイン設定）を相補的に変更しながら、撮像部を駆動して複数の画像データを生成する。
ブレ評価部は、複数の画像データについて画像ブレの評価を行う。
記録制御部は、画像ブレの評価結果、および撮像感度を評価パラメータとして、複数の画像データについて良否の判定を行い、良判定された画像データを選択的に記録する。
《２》 なお好ましくは、ブレ評価部は、ノイズ平滑化部、および判定部を備える。
ノイズ平滑化部は、複数の画像データに対し、画像ノイズを平滑化する処理を実施する。
判定部は、平滑化処理を実施した画像データについて画像構造の空間的な変化量を求め、変化量が大きいほど画像ブレの少ない画像データであると評価する。
《３》 また好ましくは、ブレ評価部は、処理部、補正部、および比較部を備える。
処理部は、複数の画像データについて画像構造の空間的な変化量を求める。
補正部は、処理部により算出された変化量を、複数の画像データの撮像感度に応じて数値補正する。
比較部は、補正部により数値補正された変化量が大きいほど、画像ブレの少ない画像データであると評価する。
《４》 なお好ましくは、撮影制御部は、撮像感度を順次高めながら、撮像部を駆動して複数の画像データを順次生成する。この場合、ブレ評価部は、複数の画像データについて画像ブレを評価し、撮像感度を高めても画像ブレが実質的に低減しなくなった後に、撮影制御部の動作を停止させる。記録制御部は、画像ブレが実質的に低減しなくなった画像データの中から、撮像感度が一番低い画像データを記録する。
《５》 また好ましくは、撮影制御部は、撮像感度を順次低くしながら、撮像部を駆動して複数の画像データを順次生成する。この場合、ブレ評価部は、複数の画像データについて画像ブレを評価し、画像ブレの評価が所定の許容範囲を超えて悪くなった後に、撮影制御部の動作を停止させる。記録制御部は、画像ブレの評価が許容範囲に収まる画像データの中から、撮像感度が一番低い画像データを記録する。

本発明では、光電変換時間と撮像感度を相補的に変更して複数回の撮影を実施する。そのため、画像ブレの少ない画像データから、画像ノイズの少ない画像データまでを多様に得ることができる。
本発明では、これら多様な画像データを、画像ブレと撮像感度の少なくとも２点から良否評価する。その結果、暗い撮影環境であっても、画像ブレおよび画像ノイズの比較的少ない画像データを選択的に記録することができる。

《第１実施形態》
［１］電子カメラ１１の構成説明
図１は、電子カメラ１１の構成を示すブロック図である。
図１において、電子カメラ１１には、撮影レンズ１２が装着される。この撮影レンズ１２の像空間には、撮像素子１３の受光面が配置される。この撮像素子１３は、タイミングジェネレータ２２ｂの出力パルスによって動作が制御される。この撮像素子１３で生成される画像データは、信号処理部１５（撮像感度に対応するゲイン調整部を含む）およびＡ／Ｄ変換部１６を介して、バッファメモリ１７に一時記憶される。バッファメモリ１７は、バス１８に接続される。このバス１８には、画像処理部１９、カードインターフェース２０、マイクロプロセッサ２２、圧縮伸張部２３、および画像表示部２４が接続される。カードインターフェース２０は、着脱自在なメモリカード２１に画像データを記録する。また、マイクロプロセッサ２２には、電子カメラ１１のスイッチ群２２ａ、タイミングジェネレータ２２ｂ、および測光センサ２２ｃが接続される。さらに、画像表示部２４は、電子カメラ１１の背面に設けられたモニタ画面２５に画像を表示する。

［２］ベスト感度選抜モードの説明
図２は、ベスト感度選抜モードの動作を説明する流れ図である。
上述した電子カメラ１１は、従来のＢＳＳ（ベストショットセレクタ）モードに加えて、このベスト感度選抜モードを選択可能に備える。以下、図２に示すステップ番号に従って、この動作モードについて説明する。

ステップＳ０： マイクロプロセッサ２２は、スイッチ群２２ａを介して、ユーザーによるレリーズ操作を待機する。マイクロプロセッサ２２は、レリーズの全押し操作を検出すると、ステップＳ１に動作を移行する。

ステップＳ１： マイクロプロセッサ２２は、電子カメラ１１の撮像感度を所定の低感度値（ＩＳＯ１００〜４００など）に初期設定する。

ステップＳ２： マイクロプロセッサ２２は、測光センサ２２ｃから被写体の測光値を情報取得する。また、マイクロプロセッサ２２は、撮影絞り値を情報取得する。この撮影絞り値は、スイッチ群２２ａの手動操作や、プログラム線図に基づいて決定される。マイクロプロセッサ２２は、測光値、撮影絞り値、撮像感度に基づいて公知の露出計算を行い、適正露出が得られる電荷蓄積時間を算出する。

ステップＳ３： マイクロプロセッサ２２は、タイミングジェネレータ２２ｂ、信号処理部１５、撮影レンズ１２などを駆動し、ステップＳ２で設定された（電荷蓄積時間、撮像感度、撮影絞り値）に従って撮影を行う。信号処理部１５は、撮像素子１３から読み出される画像データに、信号処理部１５で撮像感度に見合う撮像ゲインをかけて増幅する。増幅された画像データは、Ａ／Ｄ変換部１６でＡ／Ｄ変換された後、バッファメモリ１７に一時記録される。

ステップＳ４： マイクロプロセッサ２２は、後述する画像ブレの評価ルーチンを実行し、ステップＳ３で撮影された最新コマの画像データについて、画像ブレを評価する。

ステップＳ５： ステップＳ３の撮影が１コマ目の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ７に動作を移行する。
一方、ステップＳ３の撮影が２コマ目以降の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ６に動作を移行する。

ステップＳ６： マイクロプロセッサ２２は、ステップＳ４での評価結果に基づいて、最新コマの画像ブレと、過去コマの画像ブレとを比較する。
ここで、最新コマの画像ブレが過去コマの画像ブレよりも小さい場合、マイクロプロセッサ２２は、ステップＳ７に動作を移行する。
一方、最新コマの画像ブレが過去コマの画像ブレよりも大きい、あるいは誤差の範囲に留まって改善が見られない場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ８に動作を移行する。

ステップＳ７： マイクロプロセッサ２２は、電子カメラ１１の撮像感度を、所定の刻み値だけ高める。例えば、ＩＳＯ感度の単位で１．４倍〜２倍に高める。このような設定変更の後、マイクロプロセッサ２２はステップＳ２に戻って撮影を繰り返す。

ステップＳ８： このステップでは、撮像感度を高めても画像ブレが実質的に低減しなくなっている。そこで、マイクロプロセッサ２２は、撮像感度を順次高めながら撮影を繰り返す動作を停止する。マイクロプロセッサ２２は、画像ブレが実質的に低減しなくなった画像データの中から、撮像感度が一番低い画像データ（例えば、最新コマの１コマ前の画像データ）を選ぶ。カードインターフェース２０は、選んだ画像データを、メモリカード２１に記録保存する。

［３］画像ブレの評価ルーチンその１
続いて、上述したステップＳ４の画像ブレ評価について、一例を説明する。
通常、画像ブレの大小は、画像構造の空間的な変化量によって評価することができる。すなわち、画像ブレの大きな画像は、絵柄の微細構造が欠落し、画像構造の空間変化量が小さくなる。逆に、画像ブレの小さな画像は、絵柄の微細構造が保存され、画像構造の空間変化量が大きくなる。したがって、空間的な変化量が大きいほど、画像ブレが小さいと評価することができる。

ところで、本実施形態では、撮像感度の異なる画像データ間で画像ブレを評価する。この場合、撮像感度によって画像ノイズの量が変化する。この画像ノイズの変化に従って、空間変化量も変化してしまう。そのため、空間変化量をそのまま比較するだけでは、撮像感度の異なる画像データ間において画像ブレを正確に評価できない。
図３は、この撮像感度の影響を抑制した画像ブレの評価ルーチンである。以下、図３に示すステップ番号に沿って、この評価ルーチンを説明する。

ステップＳ２１： マイクロプロセッサ２２は、バッファメモリ１７内の画像データに対して平滑化処理を施す。この平滑化処理では、高感度設定で増加する画像ノイズの空間周波数帯域を選択的に低減する特性が好ましい。例えば、縦３画素×横３画素の局所領域ごとに画素値を平均する平滑化処理により、ランダム性の高い高感度ノイズを抑制することができる。

ステップＳ２２： マイクロプロセッサ２２は、平滑化後の画像データについて、画像構造の空間的な変化量を算出する。
例えば、マイクロプロセッサ２２は、平滑化後の画像データから隣接画素の差分を求め、これら差分の二乗和を画面全体について計算し、空間的な変化量とする。
また例えば、マイクロプロセッサ２２は、圧縮伸張部２３に固定のスケールファクタを設定し、平滑化後の画像データを圧縮処理する。マイクロプロセッサ２２は、このときの画像データの圧縮符号量を求めて、空間的な変化量とする。
このような平滑化処理後の空間変化量は、撮像感度の影響が少なく、画像ブレをより適切に評価することができる。

［４］画像ブレの評価ルーチンその２
次に、上述したステップＳ４の画像ブレ評価について、別の例を説明する。
図４は、撮像感度の影響を抑制した画像ブレの評価ルーチンである。以下、図４に示すステップ番号に沿って、この評価ルーチンを説明する。

ステップＳ３１： マイクロプロセッサ２２は、バッファメモリ１７内の画像データについて、画像構造の空間的な変化量を算出する。

ステップＳ３２： マイクロプロセッサ２２は、画像データの撮像感度が高いほど、ステップＳ３１で求めた変化量を小さな値に数値補正する。
例えば、撮像感度による変化量の増加分を予め実験的に求め、変化量から増加分を差し引くことによって、数値補正を行う。また例えば、撮像感度による変化量の増倍分を予め実験的に求め、変化量を増倍分で除算することによって、数値補正を行う。
このような数値補正後の変化量は、撮像感度の影響が少なく、画像ブレをより適切に評価することができる。

［５］第１実施形態の効果など
本実施形態では、光電変換時間と撮像感度を相補的に変更しながら、複数回の撮影を実施する。したがって、光電変換時間が短く画像ブレの比較的少ない画像データから、撮像感度が低く画像ノイズの比較的少ない画像データまでを多様に得ることができる。

さらに、本実施形態では、これら多様な画像データの中から、画像ブレが十分に少なく、かつ撮像感度のなるべく低い画像データを選抜する。したがって、手ブレや被写体ブレやピントズレなどが少なく、かつ画像ノイズが比較的少ない画像データを選択的に得ることが可能になる。特に、暗い撮影環境下のために電荷蓄積時間が長くなりがちなケースにおいて、良好な画像データを選択的に得ることができる。

また、本実施形態の画像ブレ評価ルーチン（図３）では、画像データを平滑化処理した後に、画像ブレを評価する。したがって、撮像感度によって異なる画像ノイズの影響を抑制し、画像ブレをより正確に評価することが可能になる。

さらに、本実施形態の画像ブレ評価ルーチン（図４）では、画像ブレの評価値を、撮像感度に応じて数値補正する。この評価ルーチンによっても、撮像感度によって異なる画像ノイズの影響を抑制し、画像ブレをより正確に評価することが可能になる。

また、第１実施形態では、撮像感度を順次高めながら撮影を繰り返し、画像ブレが実質的に低減しなくなった後に、繰り返し撮影を停止する。したがって、繰り返し撮影の適切な停止タイミングを、撮影結果に応じて自動的に決定することができる。

《第２実施形態》
［１］第２実施形態の動作説明
図５は、第２実施形態のベスト感度選抜モードを説明する流れ図である。
なお、第２実施形態の電子カメラは、第１実施形態の電子カメラ（図１）と同じ構成のため、ここでの説明を省略する。また、第２実施形態の画像ブレ評価も、第１実施形態の画像ブレ評価（図３，図４）と同じため、ここでの説明を省略する。
以下、図５に示すステップ番号に従って、動作説明を行う。

ステップＳ５０： マイクロプロセッサ２２は、スイッチ群２２ａを介して、ユーザーによるレリーズ操作を待機する。マイクロプロセッサ２２は、レリーズの全押し操作を検出すると、ステップＳ５１に動作を移行する。

ステップＳ５１： マイクロプロセッサ２２は、電子カメラ１１の撮像感度を所定の高感度値（ＩＳＯ８００〜３２００など）に初期設定する。

ステップＳ５２〜Ｓ５４： 第１実施形態のステップＳ２〜Ｓ４と同じ処理。

ステップＳ５５： ステップＳ５３の撮影が１コマ目の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ５７に動作を移行する。
一方、ステップＳ５３の撮影が２コマ目以降の場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ５６に動作を移行する。

ステップＳ５６： マイクロプロセッサ２２は、ステップＳ５４での評価結果に基づいて、最新コマの画像ブレが、所定の許容範囲に収まるか否かを判定する。この許容範囲は、実質的に許容できる画像ブレを、予め実験的に定めることが好ましい。
ここで、最新コマの画像ブレが許容範囲に収まる場合、マイクロプロセッサ２２は、ステップＳ５７に動作を移行する。
一方、最新コマの画像ブレが許容範囲を超えて大きい場合、マイクロプロセッサ２２はステップＳ５８に動作を移行する。

ステップＳ５７： マイクロプロセッサ２２は、電子カメラ１１の撮像感度を、所定の刻み値だけ低くする。例えば、ＩＳＯ感度の単位で１／１．４倍〜１／２倍に低くする。このような設定変更の後、マイクロプロセッサ２２はステップＳ５２に戻って撮影を繰り返す。

ステップＳ５８： このステップでは、撮像感度を低くしたことによって、画像ブレが許容できない状態となっている。そこで、マイクロプロセッサ２２は、撮像感度を順次低くしながら撮影を繰り返す動作を停止する。マイクロプロセッサ２２は、画像ブレが許容範囲に収まる画像データの中から、撮像感度が一番低い画像データ（例えば、最新コマの１コマ前の画像データ）を選ぶ。カードインターフェース２０は、選んだ画像データを、メモリカード２１に記録保存する。

［２］第２実施形態の効果など
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第２実施形態では、撮像感度を順次低くしながら撮影を繰り返し、画像ブレが許容範囲を外れた後に、繰り返し撮影を停止する。したがって、繰り返し撮影の適切な停止タイミングを、撮影結果に応じて自動的に決定することができる。

《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態では、撮像感度を昇順または降順に変化させながら撮影を繰り返す。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、撮像感度を不規則に変化させながら撮影を繰り返してもよい。
また例えば、画像ブレの評価値が良くなるように撮像感度をフィードバック変化させながら、撮影を繰り返しもよい。

また、上述した実施形態では、画像ブレや画像ノイズに適した撮像感度に達した直後に、繰り返し撮影を停止している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像ブレや画像ノイズに適した撮像感度に達してから、この撮像感度に固定して更に撮影を繰り返してもよい。このように延長して撮影された画像データから、画像ブレが良判定された画像データを選抜することにより、一段と画像ブレの少ない画像データを得ることが可能になる。

以上説明したように、本発明は、電子カメラなどに利用可能な技術である。

電子カメラ１１の構成を示すブロック図である。 第１実施形態のベスト感度選抜モードを説明する流れ図である。 画像ブレの評価ルーチンその１を示す図である。 画像ブレの評価ルーチンその２を示す図である。 第２実施形態のベスト感度選抜モードを説明する流れ図である。

符号の説明

１１…電子カメラ，１２…撮影レンズ，１３…撮像素子，１５…信号処理部，１６…Ａ／Ｄ変換部，１７…バッファメモリ，１８…バス，１９…画像処理部，２０…カードインターフェース，２１…メモリカード，２２…マイクロプロセッサ，２２ａ…スイッチ群，２２ｂ…タイミングジェネレータ，２２ｃ…測光センサ，２３…圧縮伸張部，２４…画像表示部，２５…モニタ画面

Claims (5)

1. 被写体を光電変換して画像データを出力する撮像部と、
   前記撮像部の光電変換時間および撮像感度（前記画像データのゲイン設定）を相補的に変更しながら、前記撮像部を駆動して複数の画像データを生成する撮影制御部と、
   前記複数の画像データについて画像ブレの評価を行うブレ評価部と、
   前記画像ブレの評価結果、および前記撮像感度を評価パラメータとして、前記複数の画像データについて良否の判定を行い、良判定された前記画像データを選択的に記録する記録制御部と
   を備えたことを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記ブレ評価部は、
   前記複数の画像データに対し、画像ノイズを平滑化する処理を実施するノイズ平滑化部と、
   前記平滑化処理を実施した前記画像データについて画像構造の空間的な変化量を求め、前記変化量が大きいほど前記画像ブレの少ない画像データであると評価する判定部とを備える
   ことを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記ブレ評価部は、
   前記複数の画像データについて画像構造の空間的な変化量を求める処理部と、
   前記処理部により算出された前記変化量を、前記撮像感度に応じて数値補正する補正部と、
   前記補正部により数値補正された前記変化量が大きいほど、前記画像ブレの少ない画像データであると評価する比較部とを備える
   ことを特徴とする電子カメラ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記撮影制御部は、前記撮像感度を順次高めながら、前記撮像部を駆動して前記複数の画像データを順次生成し、
   前記ブレ評価部は、前記複数の画像データについて前記画像ブレを評価し、前記撮像感度を高めても前記画像ブレが実質的に低減しなくなった後に、前記撮影制御部の動作を停止させ、
   前記記録制御部は、前記画像ブレが実質的に低減しなくなった前記画像データの中から、前記撮像感度が一番低い画像データを記録する
   ことを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子カメラにおいて、
   前記撮影制御部は、前記撮像感度を順次低くしながら、前記撮像部を駆動して前記複数の画像データを順次生成し、
   前記ブレ評価部は、前記複数の画像データについて前記画像ブレを評価し、前記画像ブレの評価が所定の許容範囲を超えて悪くなった後に、前記撮影制御部の動作を停止させ、
   前記記録制御部は、前記許容範囲に収まる前記画像データの中から、前記撮像感度が一番低い画像データを記録する
   ことを特徴とする電子カメラ。
   

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