JP2011035740A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一の画像を本撮像し、第二の画像を撮影する撮像部と、第一の画像を本撮像する前に第二の画像を画面に表示する表示部と、アンダー露出による撮影の要否を判断する露出判断部と、アンダー露出による撮影が必要と判断されたとき、適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第一の露出補正値を算出する第一の露出算出部と、適正露出値と第一の露出補正値に基づいてアンダー露出による第二の画像の撮影がされたときの輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第二のアンダー露出補正値を算出する第二の露出算出部とを備え、撮像部は、適正露出値と第二の露出補正値に基づいてアンダー露出による第一の画像を本撮像することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の一実施形態に係る撮像装置100の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る撮像装置100を示すブロック図である。撮像装置100は、例えば、コンパクトデジタルスチルカメラであるが、本発明の撮像装置は、これに限定されず、静止画が撮影可能なビデオカメラなどであってもよい。
図1は、本実施形態に係る撮像装置の構成及び動作を示す相関図である。
撮像装置100は、ライブビューなどの本撮像前に連続して撮像される画像を露出アンダーで撮像し、ハイライト側の輝度ヒストグラム情報を通常よりも多く保持しておく。その結果、撮影時間を長引かせることなく、本撮像時に適切な露出補正を行って、階調変換を施すことによって、適応的に白飛びの抑制ができる。また、アンダー露出で撮像されたライブビュー画像には輝度変換処理を施して表示することにより、フレームを維持することができる。
撮像部112によって撮像されたライブビュー画像は、輝度分布取得部126に入力され、輝度分布取得部126によって輝度ヒストグラム情報が取得される。取得された輝度ヒストグラム情報は輝度分布記憶部134に記憶される。輝度分布解析部128は、取得された輝度ヒストグラム情報を分析し、白飛びの有無とその程度を判定する。
シャッターボタンの半押し(ハーフシャッター)などによって、本撮像(capture)動作の要求が発生したときには、輝度分布記憶部134から輝度ヒストグラム情報を取得し、適正露出記憶部136から適正露出値や仮露出補正値を取得する。そして、本撮像露出算出部138が本撮像時の本露出補正値を算出する。
[輝度分布取得]
まず、被写体輝度に基づいて適正露出値が算出される(ステップS11)。
次に、撮像部112がライブビュー画像を取得し(ステップS12)、さらに輝度分布取得部126が、図4に示すような当該ライブビュー画像の輝度ヒストグラム情報を取得する(ステップS13)。図4は、適正露出による撮影時の輝度ヒストグラム情報を示す説明図である。例えば、撮像装置100の画面中央から80%面積の矩形領域を有効評価領域とする。輝度ヒストグラム情報は、取得したライブビュー画像の有効評価領域に対して、横軸が画像中の各画素のとりうる輝度値(10bitの画素値)を、縦軸が各輝度値の発生頻度を示している。なお、横軸のbinは一定の範囲の輝度値としてもよい。
図6は、輝度分布解析の動作を示すフローチャートである。
(白飛び有無の判断)
輝度分布解析部128は、上記により取得された輝度ヒストグラム情報を分析し、白飛びの有無を判断する(ステップS15、ステップS41〜ステップS43)。
次に、白飛びが発生している判断された場合は、過度なアンダー露出補正によってシャドウ領域の階調が失われるのを軽減するために、シャドウ領域の重みを算出する。図5の輝度ヒストグラムにおいて、輝度0からの頻度値を積分していき、その面積Sbを加算していく。Sbが全輝度面積Sallに対して3%以上の比率を占めるときの最小の輝度値Ybを求める(ステップS44)。
まず、シャドウ面積Sb=0、輝度y=0から開始し(ステップS51)、y=0のときのヒストグラムにおける輝度yの出現頻度F(0)を算出する(ステップS52)。次に、yをインクリメントして(ステップS53)、Sb/Sall≧0.03を判断する(ステップS54)。
露出算出部132は、前回の露出(取得されたライブビュー画像が露光されたときの露出)が適正露出であった場合には、まず適正露出値を算出し、その値を適正露出記憶部136に記録する。
ライブビュー画像をLCD44に表示する場合は、適正露出の画像(フレーム)については通常の方法でライブビュー画像表示部124に表示する。一方、露出補正された画像の場合には、ライブビュー画像輝度補正部122によって、例えば図9(1Evアンダー露出時の例)のように、アンダー露出のために輝度が不足している分をゲイン補正してから、ライブビュー画像表示部124に表示する(ステップS19)。図9は、ライブビュー画面表示用の輝度変換例を示すグラフである。
ハーフシャッター処理要求が発生すると(ステップS20)、本撮像露出算出部138によって本撮像時の露出補正値を算出する(ステップS21)。
なお、極度の逆光時など、アンダー補正によっても白飛びの状態がほとんど変わらない場合には、シャドウ側の階調が失われてしまうだけで、補正が逆効果となってしまう。これを防ぐために、白飛びの閾値として設定された輝度値Pwから輝度最大値までの下記の式7で算出される面積Sw2に対して、Sst≦Sw2のときは、Ecmp_m=0とする(ステップS67)。
階調変換特性算出部142は、図15の表2を用いて決定した本撮像時の本露出補正値Ecmp_mの値に応じて、図13に示すような階調変換特性を選択する(ステップS22)。図13は、階調変換特性を示すグラフである。階調変換特性記憶部154は、選択された階調変換特性を記憶する。
以上により本撮像露出が設定されると(ステップS23)、ハーフシャッター状態においてもライブビュー表示が有効であるので、ライブビュー画像の撮像に上記本撮像露出と階調変換特性を適用することで、シャッター前に本撮像画像の画質イメージを確認できるようにしてもよい(ステップS24)。
以上説明したとおり、本実施形態は、撮影時間を延ばすことなく、撮影画像の白飛びをその程度に応じて適応的に補正することができる。また、画像合成などを用いた方法に比べて簡易に構成できるため、従来の階調補正方式よりも高速な撮像装置を提供できる。
112 撮像部
114 露出制御部
120 ライブビュー表示処理部
122 ライブビュー画像輝度補正部
124 ライブビュー画像表示部
126 輝度分布取得部
128 輝度分布解析部
132 露出算出部
134 輝度分布記憶部
136 適正露出記憶部
138 本撮像露出算出部
142 階調変換特性算出部
150 本撮像後処理部
152 階調変換部
154 階調変換特性記憶部
Claims (7)
- 第一の画像を本撮像し、前記第一の画像と解像度が異なる第二の画像を撮影する撮像部と、
前記第一の画像を本撮像する前に前記第二の画像を画面に表示する表示部と、
前記第二の画像の輝度分布を取得する輝度分布取得部と、
前記第二の画像の被写体輝度に基づいて適正露出値を算出する適正露出算出部と、
前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布の高輝度側の分布に基づいてアンダー露出による撮影の要否を判断する露出判断部と、
前記アンダー露出による撮影が必要と判断されたとき、前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第一の露出補正値を算出する第一の露出算出部と、
前記適正露出値と前記第一の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第二の画像の撮影がされたときの前記輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第二のアンダー露出補正値を算出する第二の露出算出部と、
を備え、
前記撮像部は、前記適正露出値と前記第二の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第一の画像を本撮像することを特徴とする、撮像装置。 - 前記適正露出値と前記第二の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第一の画像を本撮像したとき、前記第二の露出補正値に基づいて階調変換特性を決定し、前記階調変換特性に基づいて前記第一の画像を階調変換することを特徴とする、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記アンダー露出による前記第二の画像の撮影がされたとき、前記第二の画像を輝度補正する輝度補正部を更に備え、
前記表示部は輝度補正された前記第二の画像を表示することを特徴とする、請求項1又は2に記載の撮像装置。 - 前記第一の露出算出部は、前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布において低輝度側の分布が少ないほど、よりアンダー露出がされるように前記第一の露出補正値を算出することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記アンダー露出による前記第二の画像の撮影がされたときの前記輝度分布の高輝度側の分布が大きいとき、前記撮像部は前記アンダー露出による本撮像をせず、前記適正露出値に基づいて適正露出による本撮像をすることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 撮影部が第一の画像を本撮像する前に表示部が画面に表示する前記第一の画像と解像度が異なる第二の画像の輝度分布を取得するステップと、
前記第二の画像の被写体輝度に基づいて適正露出値を算出するステップと、
前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布の高輝度側の分布に基づいてアンダー露出による撮影の要否を判断するステップと、
前記アンダー露出による撮影が必要と判断されたとき、前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第一の露出補正値を算出するステップと、
前記第一の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第二の画像の撮影がされたときの前記輝度分布の低輝度側の分布に基づいて第二のアンダー露出補正値を算出するステップと、
前記撮像部が、前記適正露出値と前記第二の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第一の画像を本撮像するステップと、
を備えることを特徴とする、撮像方法。 - 第一の画像を本撮像し、前記第一の画像と解像度が異なる第二の画像を撮影する撮像部と、
前記第一の画像を本撮像する前に前記第二の画像を画面に表示する表示部と、
前記第二の画像の輝度分布を取得する輝度分布取得部と、
前記第二の画像の被写体輝度に基づいて適正露出値を算出する適正露出算出部と、
前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布に基づいてアンダー露出による撮影の要否を判断する露出判断部と、
前記アンダー露出による撮影が必要と判断されたとき、前記適正露出値に基づいて適正露出による撮影がされたときの前記輝度分布に基づいて第一の露出補正値を算出する第一の露出算出部と、
前記第一の露出補正値に基づいて前記アンダー露出による前記第二の画像の撮影がされたときの前記輝度分布に基づいて第二のアンダー露出補正値を算出する第二の露出算出部と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
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