JP2012039178A - Imaging apparatus, exposure control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動画撮像における露出制御の技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling exposure in moving image capturing.
従来、デジタルカメラ等の撮像装置において、電子式ビューファインダが多く採用されている。具体的には、撮影用レンズを通過した光を、撮影時に使用するCCD等の撮像素子にて受光し、光電変換した画像信号をLCD等の画像表示装置に逐次表示する構成となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, electronic viewfinders are often used in imaging devices such as digital cameras. Specifically, the light passing through the photographing lens is received by an image pickup device such as a CCD used for photographing, and the photoelectrically converted image signal is sequentially displayed on an image display device such as an LCD.
また、近年の撮像装置においては、撮像素子は静止画撮影用途、ファインダ用途以外の様々な用途に用いられる。即ち、被写体へのピント合わせを自動で行うAF(Auto Focus Control)用途、被写体の明るさを適正に制御するAE(Auto Exposure Control)用途にも使用される。AF時、AE時にはそれぞれ、撮像素子を測距センサ、測光センサとして使用することとなる。このように撮像素子は、ファインダとしてユーザに被写体像をモニタリングさせるとともに、AF、AEといった撮影準備作業も並行して行う場合がある。 In recent imaging apparatuses, the imaging element is used for various purposes other than the still image shooting use and the viewfinder use. That is, it is also used for AF (Auto Focus Control) for automatically focusing on a subject and for AE (Auto Exposure Control) for appropriately controlling the brightness of a subject. During AF and AE, the image sensor is used as a distance measuring sensor and a photometric sensor, respectively. As described above, the image sensor may allow the user to monitor the subject image as a finder and may also perform shooting preparation work such as AF and AE in parallel.
カメラには、露出を決める要素として、入射光量を調節する絞り、露光する時間を調節するシャッタが備えられている。デジタルカメラの場合、撮像素子で受光した後に撮像素子から読み出した信号レベルを増幅/減衰させるゲイン制御もある。特に、絞り機構は露出を変更するだけでなく、絞り径により被写界深度が変わることを考慮しなければならない。絞りは、絞り径が大きいほど被写界深度が浅くなり、絞り径が小さいほど被写界深度が深くなる。この光学的な現象を考慮し、AF時には絞りを開放寄りに設定して、静止画撮影時よりも深度が浅い状態でピント合わせをしておくことで、深度による静止画撮影時のピントずれを防止できることが知られている。 The camera is provided with a diaphragm for adjusting the amount of incident light and a shutter for adjusting the exposure time as factors for determining exposure. In the case of a digital camera, there is also gain control for amplifying / attenuating a signal level read from the image sensor after receiving light by the image sensor. In particular, the aperture mechanism must not only change the exposure but also consider that the depth of field changes depending on the aperture diameter. As the aperture diameter increases, the depth of field decreases, and as the aperture diameter decreases, the depth of field increases. Taking this optical phenomenon into consideration, the aperture is set close to the open position during AF, and focusing is performed in a state where the depth is shallower than when shooting still images. It is known that it can be prevented.
AF、AE機能を備えたカメラでは、ユーザが撮影を指示するためのレリーズボタンが2段階構成となっているのが一般的である。すなわち、ボタンを浅く押下することでAF、AEが行われて静止画撮影のためのピント合わせと露出合わせが行われ、ボタンを深く押下することで撮影が開始される仕組みとなっている。以後、このような2段階構成においてレリーズボタンを浅く押下することをSW1動作、深く押下することをSW2動作と呼ぶ。 In cameras equipped with AF and AE functions, a release button for a user to instruct photographing is generally configured in two stages. That is, AF and AE are performed by pressing the button shallowly to perform focusing and exposure adjustment for still image shooting, and shooting is started by pressing the button deeply. Hereinafter, in such a two-stage configuration, pressing the release button shallowly is referred to as SW1 operation, and pressing deeply is referred to as SW2 operation.
SW1動作においてAFを行う際、前述のように絞りを開放寄りに制御する。AF完了後は、静止画撮影で使用する絞り径に予め制御しておくことで、SW2押下後に絞り駆動する必要がなくなり、レリーズタイムラグの短縮に効果がある。このように、絞りはメカ機構であるため駆動にはある程度の時間がかかることを前提とし、それを考慮した提案がなされている(下記特許文献1参照)。
When AF is performed in the SW1 operation, the aperture is controlled close to the open position as described above. After the AF is completed, the aperture diameter used for still image shooting is controlled in advance, so that it is not necessary to drive the aperture after the SW2 is pressed, which is effective in reducing the release time lag. As described above, since the diaphragm is a mechanical mechanism, it is premised that driving takes a certain amount of time, and a proposal has been made in consideration thereof (see
さらに、絞り制御にはある程度の時間がかかることから、前述のようにファインダ用途としてユーザが被写体像をモニタリングしている最中に絞りを駆動すると、絞りが動く途中の劣化画像が画像表示装置に出力されてしまうという問題があった。これを防ぐために絞り駆動中には画像表示装置の画像更新を行わず、絞り駆動前の画像を表示するようにした提案がなされている(下記特許文献2参照)。しかしこの提案の装置では画像更新が一旦停止したように見えるため、被写体の動きをとらえるファインダとしての用途には適していない。
Furthermore, since the aperture control takes a certain amount of time, as described above, when the user drives the aperture while the subject image is being monitored as a finder application, a deteriorated image while the aperture is moving is displayed on the image display device. There was a problem of being output. In order to prevent this, an image display device is not updated during aperture driving, and an image before the aperture driving is displayed (see
また、絞りを制御する際の画質劣化をファインダに見せないように、あるいは動画に記録されないように、条件によっては絞りを動かさなくするという提案もなされている(下記特許文献3参照)。しかしこの提案の装置では、絞りを動かさないようにすることで被写体輝度への追従範囲が狭くなり、AE性能が低下してしまうという問題があった。
In addition, there has been a proposal that the aperture is not moved depending on conditions so that image quality degradation when controlling the aperture is not shown in the viewfinder or recorded in a moving image (see
また、絞り駆動時間が重なる電荷蓄積の時間を、逐次に行なわれる撮像素子の電荷蓄積における電荷蓄積量の変動を抑制するように補正するようにした提案がなされている。(下記特許文献4参照)。しかしこの提案の装置では、レンズ交換が可能なシステムではレンズ毎に最適な駆動タイミングで制御することができず、電荷蓄積量の変動を抑制するように補正することは困難である。
Further, a proposal has been made to correct the charge accumulation time that overlaps the aperture driving time so as to suppress the fluctuation of the charge accumulation amount in the charge accumulation of the image pickup element that is sequentially performed. (See
上述のように、静止画撮影用の撮像素子を、ファインダ、AF、AE、動画撮影等、様々な単独用途または複合用途に利用し、且つ、それぞれの用途における要件に応じて絞りを駆動していくことで、レスポンス良く良好な撮影画像が得られる。しかしカメラ使用者が、ファインダ用途や動画記録用途として被写体像を捕らえている最中に、絞り駆動による画質劣化が発生してしまう場合があり、電子ファインダ性能や動画記録画像画質を大きく損なってしまうという問題があった。 As described above, the image pickup device for still image shooting is used for various single uses or compound uses such as viewfinder, AF, AE, movie shooting, etc., and the diaphragm is driven according to the requirements for each use. As a result, a good captured image with good response can be obtained. However, while the camera user is capturing a subject image for use in a viewfinder or video recording, image quality degradation may occur due to aperture drive, which greatly impairs the performance of the electronic viewfinder and video recording image quality. There was a problem.
具体的に、レンズ交換が可能な撮像装置において、画角毎に開放F値が異なるレンズが装着された場合の問題を例示して以下に説明する。 Specifically, a description will be given below of a problem in a case where a lens having a different open F value is mounted for each angle of view in an imaging device capable of exchanging lenses.
図4に、一般的な動画撮像時の露出制御用のプログラム線図の例を示す。画角に応じて絞り値を開放F値まで設定可能である。図4において、上側の横軸と左側の縦軸は被写体輝度EV、下側の横軸は電荷蓄積時間TV及びISO感度(Gain:信号レベルを増幅させるゲイン)を示す。右側の縦軸は絞りの絞り値AVを示す。EV値が大きいほど、同図のより右側の斜線が対応している。絞り値AVは、上側ほど小絞り側(入射光量が減少する方向)で、下側ほど開放側(入射光量が増加する方向)である。 FIG. 4 shows an example of a program diagram for exposure control during general moving image capturing. The aperture value can be set up to the open F value according to the angle of view. In FIG. 4, the horizontal axis on the upper side and the vertical axis on the left side indicate the subject brightness EV, and the lower horizontal axis indicates the charge accumulation time TV and ISO sensitivity (Gain: gain for amplifying the signal level). The right vertical axis indicates the aperture value AV of the aperture. The larger the EV value, the more right diagonal lines in FIG. The aperture value AV is on the small aperture side (the direction in which the incident light amount decreases) toward the upper side, and on the open side (the direction in which the incident light amount increases) toward the lower side.
電荷蓄積時間TVはシャッタ速度に相当し、同図の右側ほど短い。電荷蓄積時間TVの数値の逆数がシャッタ速度である(60なら1/60秒、30なら1/30秒)。以下、主に逆数で呼称する。電荷蓄積時間TVが1/30秒より短い(数値が30より大きい)領域では、ISO値は100で一定である。フレームレート30FPS(フレーム/秒)の動画撮像においては、TV値としては1/30秒より長いシャッタ速度を使用することができないため、最も遅い速度を1/30秒としている。従って、それよりも左側においては、シャッタ速度が1/30秒で一定で、ISO値だけが大きくなっていく。同図におけるISO値の数値は、ISO値100に対する乗数で、例えば、×2、×4がISO値=200、400を意味する。下側の横軸については、TV値またはISO値のいずれかが変化するので、「TV値・ISO値」と記す。
The charge accumulation time TV corresponds to the shutter speed, and is shorter toward the right side of the figure. The reciprocal of the value of the charge accumulation time TV is the shutter speed (1/60 seconds for 60, 1/30 seconds for 30). Hereinafter, the reciprocal number is mainly used. In the region where the charge accumulation time TV is shorter than 1/30 seconds (the numerical value is larger than 30), the ISO value is 100 and constant. In moving image capturing with a frame rate of 30 FPS (frames / second), a shutter speed longer than 1/30 seconds cannot be used as a TV value, so the slowest speed is set to 1/30 seconds. Therefore, on the left side, the shutter speed is constant at 1/30 seconds, and only the ISO value increases. The numerical value of the ISO value in the figure is a multiplier with respect to the
このプログラム線図を参照し、EV値の斜線と線図との交点からAV値及びTV値・ISO値が求められる。また、ヒステリシスが設けられ、EV値が小さくなる方向のときには、点線で示す線との交点からAV値及びTV値・ISO値が求められる。 With reference to the program diagram, the AV value, the TV value, and the ISO value are obtained from the intersection of the diagonal line of the EV value and the diagram. Further, when hysteresis is provided and the EV value decreases, the AV value, the TV value, and the ISO value are obtained from the intersection with the line indicated by the dotted line.
ここで、例えば、画角(焦点距離)毎に開放F値が異なるレンズ=画角(焦点距離)が「18−200mm」、開放F値が「F3.5−5.6」であるレンズが装着されたとする。そして、夜等の暗いシーンにおいて、画角、すなわちズーム焦点距離を、18mmから200mmに動かし、顔を徐々にアップにしていく動画撮影の状況を考える。 Here, for example, a lens having a different open F value for each angle of view (focal length) = a lens having an angle of view (focal length) of “18-200 mm” and an open F value of “F3.5-5.6”. Assume that it is installed. Then, in a dark scene such as night, consider a situation of moving image shooting in which the angle of view, that is, the zoom focal length is moved from 18 mm to 200 mm and the face is gradually raised.
画角18mmでは開放F値は3.5、画角100mmでは開放F値は4.5、画角200mmでは開放F値は5.6である。画角に応じて、明るい側で設定可能な限界絞り値は開放F値である。そのため、露出制御においては、実際には、画角18mm、100mm、200mmに対応して、図5(a)、(b)、(c)に示すプログラム線図が生成され、使用される。 The open F value is 3.5 at an angle of view of 18 mm, the open F value is 4.5 at an angle of view of 100 mm, and the open F value is 5.6 at an angle of view of 200 mm. The limit aperture value that can be set on the bright side according to the angle of view is the open F value. Therefore, in exposure control, the program diagrams shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C are actually generated and used corresponding to the angle of view of 18 mm, 100 mm, and 200 mm.
図4において、プログラム線図の一部である水平な直線L1、L2、L3は、それぞれ画角18mm、100mm、200mmに対応する開放F値に設定された絞り値AV上に描かれた直線である。直線L1、L2、L3を有するプログラム線図を別々に示したのが図5(a)、(b)、(c)である。EV値がEV9より小さい範囲では、各画角における開放絞りを用いるが、EV値がEV9より大きい範囲では、手振れを考慮しないとすれば、いずれのプログラム線図も共通となる。なお、ここでは3つの直線L1、L2、L3だけを例示するが、画角18mm〜200mmの範囲では開放F値が3より多い段階(例えば、12段階)で変化する。 In FIG. 4, horizontal straight lines L1, L2, and L3, which are part of the program diagram, are straight lines drawn on the aperture value AV set to the open F value corresponding to the angle of view of 18 mm, 100 mm, and 200 mm, respectively. is there. FIGS. 5A, 5B, and 5C show program diagrams having straight lines L1, L2, and L3 separately. In the range where the EV value is smaller than EV9, the wide aperture at each angle of view is used. However, in the range where the EV value is larger than EV9, if the camera shake is not taken into consideration, all program diagrams are common. Although only three straight lines L1, L2, and L3 are illustrated here, the open F value changes in a stage with more than 3 (for example, 12 stages) in the range of the angle of view of 18 mm to 200 mm.
ここで例えば、被写体輝度EVがEV3で、画角18mmから200mmにズーム環を動かした場合、各画角で開放F値を使用し、露出を一定に動作させるために絞り値がF3.5〜F5.6に変化する。それに伴い、ISO値乃至TV値も変化する。すなわち、図4に示すように、EV3の斜線と線図との交点は、画角18mm(直線L1)、100mm(直線L2)、200mm(直線L3)に対してそれぞれ交点P1、P2、P3である。従って、画角18mmでは、絞り値AV=3.5、TV値=1/30、ISO値=2400となる(図2(a)参照)。画角100mmでは、絞り値AV=4.5、TV値=1/30、ISO値=4800となる(図2(b)参照)。画角200mmでは、絞り値AV=5.6、TV値=1/30、ISO値=6400となる(図2(c)参照)。 Here, for example, when the subject brightness EV is EV3 and the zoom ring is moved from an angle of view of 18 mm to 200 mm, an open F value is used at each angle of view, and an aperture value of F3.5 to Changes to F5.6. Accordingly, the ISO value or TV value also changes. That is, as shown in FIG. 4, the intersections of the EV3 diagonal line and the diagram are the intersections P1, P2, and P3 for the angle of view of 18 mm (straight line L1), 100 mm (straight line L2), and 200 mm (straight line L3), respectively. is there. Therefore, at an angle of view of 18 mm, the aperture value AV = 3.5, the TV value = 1/30, and the ISO value = 2400 (see FIG. 2A). At an angle of view of 100 mm, the aperture value AV = 4.5, the TV value = 1/30, and the ISO value = 4800 (see FIG. 2B). At an angle of view of 200 mm, the aperture value AV = 5.6, the TV value = 1/30, and the ISO value = 6400 (see FIG. 2C).
このように絞り値AVが変化するにつれてISO値も変化する。しかし、高ISO時のノイズ変化量は顕著であり、図2(a)に比べ、図2(c)の画像で画質の劣化が激しい。すなわち、画角により開放F値が異なるレンズを使用した場合、画角変動に伴いノイズ量が異なり、画質が安定しないという問題が発生する。 Thus, the ISO value changes as the aperture value AV changes. However, the amount of noise change at the time of high ISO is significant, and the image quality of the image in FIG. 2C is more severely deteriorated than in FIG. That is, when lenses having different open F values depending on the angle of view are used, there is a problem that the amount of noise varies with the angle of view and the image quality is not stable.
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動画撮像に際し、画角変動に伴う絞り値の変化に起因する画質劣化を抑制することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress image quality deterioration caused by a change in aperture value accompanying a change in the angle of view when capturing a moving image.
上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、動画撮像が可能な撮像装置において、前記撮像装置の装置本体に装着されているレンズの開放F値の情報を取得する取得手段と、撮像素子により得られる画像情報から被写体輝度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された被写体輝度に基づいて、前記撮像素子への入射光量を調節する絞り値、前記撮像素子の電荷蓄積時間及びISO値を設定して露出を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、動画撮像に際し、画角によって開放F値が変化するレンズが装着されている場合には、前記取得手段により取得された開放F値の情報を参照し、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を、明るい側の限界絞り値として、前記絞り値を設定するよう制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus capable of capturing a moving image, an acquisition unit that acquires information on an open F value of a lens attached to the apparatus body of the imaging apparatus, and an imaging element Calculating means for calculating subject luminance from the image information obtained by the above, an aperture value for adjusting the amount of light incident on the image sensor based on the subject brightness calculated by the calculation means, charge accumulation time of the image sensor and ISO Control means for controlling exposure by setting a value, and the control means is acquired by the acquisition means when a lens having an open F value that varies depending on the angle of view is attached when capturing a moving image. With reference to the information on the open F value, control is performed so that the darkest open F value among the open F values that can be changed is set as the limit aperture value on the bright side, and the aperture value is set.
本発明によれば、動画撮像に際し、画角変動に伴う絞り値の変化に起因する画質劣化を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress deterioration in image quality due to a change in aperture value accompanying a change in angle of view when capturing a moving image.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。本撮像装置は、動画撮像が可能なデジタルカメラとして構成される。特に、デジタル一眼レフカメラ等の、レンズ交換が可能なデジタルカメラとする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The imaging apparatus is configured as a digital camera that can capture moving images. In particular, a digital camera capable of exchanging lenses, such as a digital single lens reflex camera, is used.
図1において、100は、画像処理装置であり、本撮像装置の装置本体でもある。画像処理装置100は、撮影レンズ11、絞り及びシャッタを含む露光制御機構12、光学像を電気信号に変換するCCD等の撮像素子14、撮像素子14のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するA/D変換器16を備える。
In FIG. 1,
システム制御回路50は、画像処理装置100全体を制御し、後述する処理における、制御手段、取得手段、更新手段、演算手段、把握手段、判定手段、算出手段として機能する。
The
また、画像処理装置100において、タイミング発生回路18が、メモリ制御回路22及びシステム制御回路50により制御され、撮像素子14、A/D変換器16、D/A変換器26にクロック信号や制御信号を供給する。画像処理回路20は、A/D変換器16からのデータ或いはメモリ制御回路22からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。
In the
また、画像処理回路20においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいて、システム制御回路50が、露光制御回路40、測距制御回路42に対して制御を行う。すなわち、システム制御回路50は、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理を行う。さらに、画像処理回路20においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理も行っている。システム制御回路50は、画像処理回路20を制御して、撮像素子14から得られた画像情報から被写体輝度EVを算出する。
In the
顔検出部58は、画像処理回路20からのデータ或いはメモリ制御回路22からのデータに対して所定の顔検出処理を行う。顔検出部58では、画像に顔が存在するかどうかを検出するもので、これについては既に多くの手法が顔認識技術として実現されている。例えば、撮影画像の肌色データに基づいて人の顔を抽出する方法や人の顔の形状に相当する顔候補領域を抽出し、その領域内の特徴量から顔領域を決定するという方法などがあり、本実施の形態では、顔検出方法について、どのような手法を採用しても構わない。
The
メモリ制御回路22は、A/D変換器16、タイミング発生回路18、画像処理回路20、画像表示メモリ24、D/A変換器26、メモリ30、圧縮・伸長回路32、移動量検出部59を制御する。A/D変換器16のデータが、画像処理回路20、メモリ制御回路22を介して、或いはA/D変換器16のデータがメモリ制御回路22を介して直接、画像表示メモリ24またはメモリ30に書き込まれる。画像表示部28は、TFT−LCD等からなる表示装置であり、画像表示メモリ24に書き込まれた表示用の画像データが、D/A変換器26を介して画像表示部28に表示される。画像表示部28を用いて、撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダ機能を実現することが可能である。
The
メモリ30は、撮影した静止画像や動画像を格納するための保存手段としてのメモリであり、多数の静止画像や長時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ30に対して行うことが可能となる。また、メモリ30はシステム制御回路50の作業領域としても使用することが可能である。
The
圧縮・伸長回路32は、適応離散コサイン変換(ADCT)等により画像データを圧縮伸長し、メモリ30に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ30に書き込む。露光制御回路40は、絞り及びシャッタを含む露光制御機構12を制御する。露光制御回路40は、フラッシュ48と連携することによりフラッシュ調光機能も有するものである。測距制御回路42は、撮影レンズ11のフォーカシングを制御する、ズーム制御回路44は、撮影レンズ11のズーミングを制御する。
The compression /
装置本体には光学ファインダ104が設けられていて、画像表示部28による電子ファインダ機能を使用すること無しに、光学ファインダ104のみを用いて撮影する画像を確認することが可能である。
An
フラッシュ48は、AF補助光の投光機能及びフラッシュ調光機能を有する。露光制御回路40、測距制御回路42は、TTL方式を用いて制御されている。撮像した画像データと画像処理回路20によって演算した演算結果とに基づき、システム制御回路50が露光制御回路40、測距制御回路42に対して制御を行う。
The
不揮発性メモリ56は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。メモリ52は、システム制御回路50の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する記憶手段として機能するメモリである。
The
レンズ情報取得部41は、システム制御回路50の制御に従って、装置本体に装着された撮影レンズ11のレンズIDを取得し、メモリ52に記憶させる。不揮発性メモリ56には、図3に示すようなレンズ情報テーブルが予め格納されている。図3に示すレンズ情報テーブルは、レンズIDに対して、ワイド端、テレ端における焦点距離及び開放F値が対応付けられたテーブルである。このテーブルを参照することで、レンズIDがわかれば、画角によって開放F値がどのように変換し得るのかがわかる。そして、レンズ情報取得部41は、レンズ情報テーブル(図3)から、取得したレンズIDに対応する画角毎の焦点距離及び開放F値の情報を取得して、メモリ52に記憶させる。
The lens
レンズ情報取得部41はまた、レンズIDが取得できない場合でも、装着された撮影レンズ11から直接に開放F値の情報を取得することができる。この開放F値の情報もメモリ52に記憶される。レンズ情報取得部41は、装置本体に新たに撮影レンズ11が装着される度にレンズIDまたは開放F値の情報を取得し、最新の開放F値の情報をメモリ52に記憶させる。レンズIDを取得した場合は、レンズ情報テーブル(図3)を参照して把握した開放F値の情報を記憶させる。従って、メモリ52に記憶保持される開放F値の情報の内容は、常に現在装着されている撮影レンズ11のものに更新されている。撮影レンズ11が一旦装着され、その後レンズ交換がない場合は、レンズ情報取得部41は、現在の撮影レンズ11の開放F値の情報を、撮影レンズ11から取得するのではなく、メモリ52に記憶されている情報から取得する。
The lens
開放F値判定部45は、システム制御回路50による制御に従って、レンズ情報取得部41によって得られたレンズ情報を基に、画角毎の開放F値が異なるかどうかを判定する。絞り駆動中判定部49は、露光制御回路40によって現在絞り駆動中であるかどうかを判定する。画角変動量算出部43はズーム制御回路44、レンズ情報取得部41によって得られたレンズ情報により、フレーム間の画角変動量を算出する。これらの判定、算出は、いずれもシステム制御回路50による制御に従って行われる。
The open F
プログラム線図生成部47は、システム制御回路50の制御に従って、装着される撮影レンズ11やシーンモードに変化があった場合に、それに応じたプログラム線図を生成する。移動量検出部59は、顔検出部58によって得られた情報を基に被写体の移動量を算出する。画像更新判定部55は、移動量検出部59により算出された被写体の移動量、画角変動量算出部43により算出されたフレーム間の画角変動量、及び露光制御回路40による絞り変動量に応じて、表示画像を更新するか否かを判定する(図10)。
The program
表示部54は、例えばLCD、LED、発音素子等の組み合わせにより構成され、表示装置とスピーカ等を含む。表示部54は、ISO値の閾値の入力を受け付ける受け付け手段として機能する操作部70の近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置されている。表示部54は、システム制御回路50でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。表示部54は、その一部の機能が光学ファインダ104内に設置されている。
The
符号60、62、66、68及び70は、システム制御回路50の各種の動作指示を入力するための操作部であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。これらの操作部は具体的な次のようなものである。
モードダイアルスイッチ60は、電源オフ、自動撮影モード、撮影モード(静止画撮像モード、動画撮像モード)、パノラマ撮影モード、再生モード、マルチ画面再生・消去モード、PC接続モード等の各機能モードを切り替え設定することが出来る。シャッタスイッチ62は、浅く押下するSW1動作がされることで、不図示のシャッタボタンの操作途中でオンとなり、AF処理、AE処理、AWB処理、EF処理等の動作開始が指示される。シャッタスイッチ62はまた、深く押下するSW2動作がされることで、不図示のシャッタボタンが操作完了してオンとなり、一連の記録処理の動作開始が指示される。この一連の記録処理には、撮像素子14から読み出した信号をA/D変換器16、メモリ制御回路22を介してメモリ30に画像データを書き込む露光処理、画像処理回路20やメモリ制御回路22での演算を用いた現像処理が含まれる。さらには、メモリ30から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路32で圧縮を行い、記録媒体200、210に画像データを書き込む記録処理が含まれる。
The
画像表示ON/OFFスイッチ66は、画像表示部28のON/OFFを設定することが出来る。この機能を用いれば、光学ファインダ104を用いて撮影を行う際に、画像表示部28への電流供給を遮断することにより、省電力を図ることが可能となる。クイックレビューON/OFFスイッチ68は、撮影した画像データを撮影直後に自動再生するクイックレビュー機能を設定する。本実施の形態では特に、画像表示部28をオフとした場合におけるクイックレビューの設定をする機能を備えるものとする。
The image display ON /
操作部70は、各種ボタンやタッチパネル等からなる。例えば、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動+(プラス)ボタン、メニュー移動−(マイナス)ボタンを有する。さらには、再生画像移動+(プラス)ボタン、再生画像−(マイナス)ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタン等を有する。
The
電源制御部80は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部80は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路50の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。電源部86は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなり、コネクタ82とコネクタ84との連結によって、電源制御部80に接続される。
The power
記録媒体200、210は、メモリカードやハードディスク等で構成される。記録媒体200は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部202、画像処理装置100とのインタフェース(I/F)204、画像処理装置100と接続を行うコネクタ206を備えている。記録媒体210は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部212、画像処理装置100とのインタフェース214、画像処理装置100と接続を行うコネクタ216を備えている。
The
インタフェース90及びインタフェース94は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体200、210とのインタフェースである。コネクタ92及びコネクタ96は、記録媒体200、210と接続を行うためのコネクタである。記録媒体着脱検知部98は、コネクタ92、96にそれぞれ記録媒体200、210が装着されているか否かを検知する。
The
本実施の形態では、記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを2系統持つものとしたが、これらは単数または複数のいずれの系統数を備える構成としても構わない。また、異なる規格のインタフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としても構わない。 In this embodiment, the interface and the connector for attaching the recording medium are provided with two systems. However, these may have a single system or a plurality of systems. Moreover, it is good also as a structure provided with combining the interface and connector of a different standard.
通信部110は、RS232CやUSB、IEEE1394、P1284、SCSI、モデム、LAN、無線通信等の各種通信機能を有する。コネクタ(アンテナ)112は、通信部110により画像処理装置100を他の機器と接続するコネクタであり、無線通信の場合はアンテナである。
The
ところで、不揮発性メモリ56には、プログラム線図が格納されている。格納されるプログラム線図としては、そのまま用いられるものだけでなく、生成の際にベースとなるものも含まれる。例えば、上述した図4に示すプログラム線図については、EV値がEV9より小さい領域において、プログラム線図の一部である水平な直線(L1、L2、L3等)のうちどの直線が選択されるかはプログラム線図の生成時に定まる。実際に生成されたプログラム線図の例の一部が図5(a)、(b)、(c)に示すものである。絞り値AVは、撮像素子14への入射光量を調節する絞り値である。
Incidentally, a program diagram is stored in the
図4(a)では、3種類の直線L1、L2、L3を例示したプログラム線図を示している。しかし、撮影レンズ11の画角が可変な範囲における開放F値の可変段階(例えば、12段階)と同じ数だけ、各画角に対応する直線を有したプログラム線図を個々に設け、それらを不揮発性メモリ56に予め格納しておいてもよい。すなわち、図5(a)、(b)、(c)に示すような異なるプログラム線図の各々を格納しておき、「プログラム線図の生成」に代えて「プログラム線図の選択」という処理形態をとってもよい。ただし、以降の呼称としては区別せずに「生成」とする。生成したプログラム線図はメモリ52に記憶される。
FIG. 4A shows a program diagram illustrating three types of straight lines L1, L2, and L3. However, a program diagram having a straight line corresponding to each angle of view is provided individually for the same number as the open F-number variable step (for example, 12 steps) in the range where the angle of view of the photographing
上述したように、画角(焦点距離)毎に開放F値が異なり、画角が「18−200mm」、開放F値が「F3.5−5.6」である撮影レンズ11が装着され、画角が18mmから200mmに変化する動画撮影の状況を考える。そして、画角に応じたプログラム線図が生成され、画角18mm、100mm、200mmに対応して、図5(a)、(b)、(c)に示すプログラム線図が生成されるとする。すると、上述したように絞り値AVが変化するにつれてISO値(ISO感度)も変化し、高ISO時のノイズ変化量が顕著なことから、図2(a)よりも図2(b)、図2(b)よりも図2(c)の方が画質の劣化が大きくなる。
As described above, the
また、同じ撮影レンズ11において、図2(g)、(h)に示すように、画角98mmでは開放F値が4.0、画角100mmでは開放F値が4.5である。画角に応じて、明るい側で設定可能な限界絞り値が開放F値だからである。
In the same photographing
ここで例えば、被写体輝度EVがEV3で、画角が98mmとなると、開放F値が4.0であるから、EV3の斜線と線図との交点は図4に示す交点P4となる。従って、画角98mmでは、絞り値AV=4.0、TV値=1/30、ISO値=3200となる。画角100mmでは、絞り値AV=4.5、TV値=1/30、ISO値=4800である。98mmと100mmの画角を行ったり来たりするような撮影を行った場合、ISO値が3200と4800とで切り替わり、絞り値AVはF4.0とF4.5とで切り替わる(図2(g)、(h)参照)。従って、わずか焦点距離2mmの違いだけでも、ノイズ量や被写界深度が大きく異なってしまう。 Here, for example, when the subject brightness EV is EV3 and the angle of view is 98 mm, the open F value is 4.0. Therefore, the intersection of the hatched line and the diagram of EV3 is the intersection P4 shown in FIG. Therefore, at an angle of view of 98 mm, the aperture value AV = 4.0, the TV value = 1/30, and the ISO value = 3200. At an angle of view of 100 mm, the aperture value AV = 4.5, the TV value = 1/30, and the ISO value = 4800. When shooting is performed such that the angle of view is 98 mm and 100 mm, the ISO value is switched between 3200 and 4800, and the aperture value AV is switched between F4.0 and F4.5 (FIG. 2G). (See (h)). Therefore, the amount of noise and the depth of field greatly differ even if the focal length is only 2 mm.
そこで、本実施の形態では、画角によって開放F値が異なる撮影レンズ11が装着された場合は、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を、明るい側の限界絞り値として絞り値AVが設定されたプログラム線図を生成し、それを露出制御に用いる。具体的には、上記例示した画角によって開放F値が異なる撮影レンズ11が装着された場合は、画角変動による絞り変化が発生しないように、それぞれの開放F値に依存しない図5(c)に示すプログラム線図を生成する。以降、このような、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を、明るい側の限界絞り値として絞り値AVが設定されたプログラム線図を「暗側設定プログラム線図」とも呼称する。
Therefore, in the present embodiment, when the photographing
図5(c)のプログラム線図によれば、被写体輝度EVがEV12以下の範囲では、絞り開放をF5.6に制限する制御となる。すなわち、明るい側の限界絞り値を、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値であるF5.6とする。例えば、被写体輝度EVがEV3にて18mmから200mmズーム環を動かした場合、画角18mmでの開放F値はF3.5、画角100mmでの開放F値はF4.5、画角200mmでの開放F値はF5.6である。
According to the program diagram of FIG. 5C, in the range where the subject brightness EV is EV12 or less, the control is performed to limit the aperture opening to F5.6. That is, the limit aperture value on the bright side is set to F5.6, which is the darkest open F value among the open F values that can be changed. For example, when the subject brightness EV is EV3 and the zoom ring is moved from 18 mm to 200 mm, the open F value at the angle of
例えばEV3、絞り値AV=F5.6にて画角を変えながら動画撮影を行い、画角変動の間に明るさ変動がないとする。この場合、図5(c)のプログラム線図により、図2(d)、(e)、(f)に示すように、画角18mm、100mm、200mmのいずれにおいても、絞り値AV=5.6、TV値=1/30、ISO値=6400で共通となる。従って、絞り値AV、TV値、ISO値はいずれも一定となり、各画角間のノイズ変化量はなくなり、画質が安定する効果が得られる。 For example, it is assumed that moving image shooting is performed while changing the angle of view at EV3, aperture value AV = F5.6, and there is no brightness fluctuation during the angle of view fluctuation. In this case, according to the program diagram of FIG. 5C, as shown in FIGS. 2D, 2E, and 2F, the aperture value AV = 5. 6. Common for TV value = 1/30 and ISO value = 6400. Therefore, the aperture value AV, TV value, and ISO value are all constant, and there is no amount of noise change between the angles of view, so that the effect of stabilizing the image quality can be obtained.
図6は、本実施の形態において生成されるプログラム線図の他の例である。図5(c)に示すプログラム線図では、EV値がEV9より小さい領域(実質的にEV12より小さい領域)において、水平な直線L3は、絞り値AV=5.6に固定されていた。これに対し、図6のプログラム線図では、EV4<EV値<EV12の領域では直線L3が絞り値AV=5.6に固定され、EV値<EV4の領域では絞り値AV=3.5に固定された直線L13となる。すなわち、EV値=EV4を境に、直線Lが切り替わる。 FIG. 6 is another example of a program diagram generated in the present embodiment. In the program diagram shown in FIG. 5C, the horizontal straight line L3 is fixed at the aperture value AV = 5.6 in the region where the EV value is smaller than EV9 (the region substantially smaller than EV12). In contrast, in the program diagram of FIG. 6, the straight line L3 is fixed at the aperture value AV = 5.6 in the region where EV4 <EV value <EV12, and the aperture value AV = 3.5 in the region where EV value <EV4. It becomes the fixed straight line L13. That is, the straight line L switches at the boundary of EV value = EV4.
ここで、ユーザは、ISO値の上限設定値を設定できる。この上限設定値は操作部70によって入力でき、メモリ52に記憶される。ISO値の上限設定値としては、「全体絞り上限値」、「開放以外絞り上限値(閾値)」、「開放絞り時上限値」の3種類が設定できる。「暗側設定プログラム線図」でない通常のプログラム線図の生成時には、「全体絞り上限値」が反映される。「暗側設定プログラム線図」を生成する際においては、「開放以外絞り上限値(閾値)」及び「開放絞り時上限値」が設定されているときはこれらが反映される。しかし「全体絞り上限値」のみが設定されている場合は、「全体絞り上限値」が反映される。
Here, the user can set the upper limit setting value of the ISO value. This upper limit set value can be input by the
例えば、撮影レンズ11の画角による開放F値が一定で、全体絞り上限値として6400が設定されると、通常のプログラム線図が生成される。その際には、図5(a)〜(c)に例示するような、ISO値の最大値を規定する直線Lの左端が、ISO値=6400に対応しているプログラム線図となる。これらの場合の直線LのAV値の位置(上下方向の位置)は、撮影レンズ11の開放F値に設定される。
For example, when the open F value according to the angle of view of the
また、画角によって開放F値が異なる撮影レンズ11が装着されると、「暗側設定プログラム線図」が生成される。その際、全体絞り上限値のみが設定され、それが6400に設定されていたとすると、図5(c)に例示するような、直線Lの左端がISO値=6400に対応するようなプログラム線図となる。なお、この場合の、直線LのAV値の位置は、明るい側の限界絞り値を、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値(この例ではF5.6)に設定される。
When the photographing
また、「暗側設定プログラム線図」が生成される際、「開放以外絞り上限値(閾値)」=3200、「開放絞り時上限値」=6400に設定されていたとする。この場合は、図6に例示するような、階段状の直線Lを有したプログラム線図となる。この例では、直線L3の左端が開放以外絞り上限値で規定され(ISO値=3200)、直線L13の左端が開放絞り時上限値で規定される(ISO値=6400)。図6のような、「開放以外絞り上限値」を境に直線Lが切り替わるプログラム線図においては、直線L13のAV値の位置は、明るい側の限界絞り値を、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値に設定される。 Further, when the “dark side setting program diagram” is generated, it is assumed that “aperture upper limit value (threshold value) other than full open” = 3200 and “aperture open upper limit value” = 6400. In this case, the program diagram has a stepped straight line L as illustrated in FIG. In this example, the left end of the straight line L3 is defined by the upper limit value of the aperture other than the open range (ISO value = 3200), and the left end of the straight line L13 is defined by the upper limit value at the time of the open stop (ISO value = 6400). In the program diagram in which the straight line L is switched at the boundary of “aperture upper limit value other than full open” as shown in FIG. The darkest open F value is set.
図6の例によれば、ISO値が開放以外絞り上限値(ここでは3200)を超えないような被写体輝度EVの範囲(EV4<EV値)では、図5(c)の例と同様に、明るい側の限界絞り値AVを、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値に固定する。しかし、ISO値が開放以外絞り上限値(閾値)を超えるような被写体輝度EVの範囲(EV値<EV4)の範囲では、図4の例と同様に、画角に応じた開放F値を明るい側の限界絞り値として絞り値AVを設定する。これにより、EV4未満の明るさの場合にのみ開放絞りによる撮影が可能となり、暗い環境下でも感度不足になりすぎないような撮影が可能となる。 According to the example of FIG. 6, in the range of the subject luminance EV (EV4 <EV value) where the ISO value does not exceed the aperture upper limit value (here, 3200) other than full open, as in the example of FIG. The limit aperture value AV on the bright side is fixed to the darkest open F value among the open F values that can be changed. However, in the range of the subject luminance EV (EV value <EV4) where the ISO value exceeds the aperture upper limit value (threshold value) other than full aperture, the open F value corresponding to the angle of view is bright as in the example of FIG. An aperture value AV is set as the limit aperture value on the side. As a result, it is possible to shoot with an open aperture only when the brightness is less than EV4, and it is possible to shoot in such a way that the sensitivity does not become insufficient even in a dark environment.
次に、図7、図8のフローチャートを用いて、動画記録における露出制御について説明する。図7は、動画記録の準備処理のフローチャートである。図7の処理は、モードダイアルスイッチ60によって撮影モードが動画撮像モードに設定されたとき開始される。
Next, exposure control in moving image recording will be described using the flowcharts of FIGS. FIG. 7 is a flowchart of the moving image recording preparation process. The processing in FIG. 7 is started when the shooting mode is set to the moving image shooting mode by the
まず、システム制御回路50は、装置本体に装着されている撮影レンズ11の開放F値の情報が取得済みか否かを判別する(ステップS101)。すなわち、メモリ52に開放F値の情報が記憶されているか否かを判別する。そして、開放F値の情報が取得済みである場合は、システム制御回路50は、ステップS103に処理を進める。この場合、システム制御回路50は、メモリ52に記憶されている開放F値の情報を、現在の撮影レンズ11のものとして取得する。
First, the
レンズ交換がされると、以前に装着されていたレンズとは開放F値が変化する場合があるが、開放F値の情報が取得済みであれば、当該情報を利用することで、不必要な処理や通信が少なくて済む。すなわち、新たなレンズ交換がない限り、メモリ52内の記憶内容から開放F値の情報を取得できるので、処理負担が軽減される。
When the lens is replaced, the open F value may change from that of the lens that was previously mounted. However, if information on the open F value has already been acquired, it is unnecessary by using the information. Less processing and communication. That is, as long as there is no new lens replacement, information on the open F value can be acquired from the stored contents in the
一方、開放F値の情報が取得済みでない場合は、システム制御回路50は、レンズ情報取得部41を制御し、撮影レンズ11の画角(焦点距離)に応じた開放F値の情報を取得してから(ステップS102)、ステップS103に処理を進める。このステップS102では、上記したように、レンズ情報取得部41が、装置本体に装着されている撮影レンズ11のレンズIDまたは開放F値の情報を取得する。さらに、レンズIDとレンズ情報テーブル(図3)から取得した開放F値、または直接に取得した開放F値の情報をメモリ52に記憶させる。そして、システム制御回路50は、今回記憶された開放F値の情報を、現在の撮影レンズ11のものとして取得する。
On the other hand, when the information on the open F value has not been acquired, the
なお、画角毎の開放F値が取得できないカメラの場合は、ワイド端及びテレ端にズーム位置を変えて開放F値を取得し、それらをメモリ52に記憶させてもよい。高速に処理する上で、電源オンあるいは動画記録を行う毎に本処理を行わせないために、一度取得した情報を電源オン/オフしても消滅しない記憶領域に保存し、レンズの一部情報と比較することで、開放F値の情報を取得するようにしてもよい。
In the case of a camera that cannot acquire the open F value for each angle of view, the open F value may be acquired by changing the zoom position to the wide end and the tele end, and stored in the
次に、ステップS103では、システム制御回路50は、ISO値、電荷蓄積時間TV、AV値の各上限設定値の情報を取得する。ISO値の上限設定値及びTV値の上限設定値は、ユーザが任意に設定でき、メモリ52に設定値が記憶される。これらは設定されている場合にシステム制御回路50がメモリ52から取得できる。また、AV値の上限設定値については、撮影レンズ11から取得される。上述のように、ISO値の上限設定値には、全体絞り上限値、開放以外絞り上限値(閾値)、開放絞り時上限値の3種類がある。
Next, in step S103, the
次に、ステップS104では、システム制御回路50は、ステップS102で取得された画角に応じた開放F値、及びステップS103で取得されたISO値の上限設定値から、プログラム線図生成部47を制御してプログラム線図を生成する。さらに、システム制御回路50は、生成したプログラム線図をメモリ52に記憶させる。
Next, in step S104, the
すなわち、まず、全画角において開放F値に変化がない場合は、図4に示すものを基本としたプログラム線図(図5(a)〜(c)に例示するものの1つ)が生成される。その際、直線LのAV値の位置は、取得された開放F値(一定)で定まり、直線Lの左端位置は取得されたISO値の上限設定値から定まる。例えば、開放F値がF4.5でISO値の上限設定値が6400であれば、図5(b)に示すプログラム線図が生成される。 That is, first, when there is no change in the open F value at all angles of view, a program diagram based on the one shown in FIG. 4 (one of those illustrated in FIGS. 5A to 5C) is generated. The At this time, the position of the AV value of the straight line L is determined by the acquired open F value (constant), and the left end position of the straight line L is determined from the upper limit set value of the acquired ISO value. For example, if the open F value is F4.5 and the upper limit setting value of the ISO value is 6400, the program diagram shown in FIG. 5B is generated.
また、システム制御回路50は、取得された開放F値から、撮影レンズ11が、画角によって開放F値が異なるレンズであることがわかる場合は、「暗側設定プログラム線図」を生成する。この場合において、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値がF5.6で、且つ、全体絞り上限値=6400に設定されていたとすると、図5(c)に例示するようなプログラム線図が生成される。一方、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値がF5.6で、且つ、ISO値が「開放以外絞り上限値(閾値)」=3200、「開放絞り時上限値」=6400に設定されていたとすると、図6に例示するようなプログラム線図が生成される。
Further, the
図8は、動画記録処理のフローチャートである。本処理は、動画撮像モード時で且つ図7の動画記録の準備処理が完了した状態において、録画記録指示があったとき開始される。録画記録指示は、例えば、不図示の専用のボタンのオンによって指示されるとするが、シャッタスイッチ62のSW2動作があることによって指示されるとしてもよい。なお、図8において、シャッタスイッチ62のSW1動作のみがオンの状態では、ステップS301の処理後、ステップS302〜S309を繰り返し、SW2動作がオンとなったときにステップS309からステップS310に移行するようにしてもよい。
FIG. 8 is a flowchart of the moving image recording process. This process is started when a recording / recording instruction is issued in the moving image capturing mode and in the state where the moving image recording preparation process of FIG. 7 is completed. For example, the recording / recording instruction is instructed by turning on a dedicated button (not shown), but may be instructed by the SW2 operation of the
まず、システム制御回路50は、図7のステップS104で生成されたプログラム線図をメモリ52から読み出す(ステップS301)。次に、システム制御回路50は、現在の画角(焦点距離)、画角変動中か否か、絞り値AV等の、撮影レンズ11に関する現在のレンズ情報を取得する。次に、システム制御回路50は、上記取得した現在のレンズ情報と、撮像素子14から得られた画像情報(被写体輝度EVを含む)とから露出を算出する(ステップS303)。
First, the
ここで、露出は、露出=AV値+TV値−ISO値−露出補正量(任意指定)により算出される。このうち、AV値、TV値及びISO値は、ステップS301で読み出したプログラム線図を参照し、現在の被写体輝度EVに対応する各値として求められる。また、露出補正量は、ユーザにより事前に指定された場合のみその値が適用される。 Here, the exposure is calculated by exposure = AV value + TV value−ISO value−exposure correction amount (arbitrary designation). Among these values, the AV value, TV value, and ISO value are obtained as values corresponding to the current subject brightness EV with reference to the program diagram read in step S301. Further, the value of the exposure correction amount is applied only when designated in advance by the user.
次に、システム制御回路50は、撮影レンズ11に対する絞り変更要求であるAV値設定を行う(ステップS304)。すなわち、プログラム線図から求めたAV値となるように、露光制御回路40を制御して、絞りを制御する。次に、システム制御回路50は、シャッタに対する変更要求であるTV値設定を行う(ステップS305)。すなわち、上記で求めたTV値となるように、露光制御回路40を制御して、シャッタ速度(電荷蓄積時間)を制御する。
Next, the
次に、システム制御回路50は、上記で求めたISO値となるようにISO値設定を行い(ステップS306)、撮像された今回のフレーム画像をメモリ30から読み出す(ステップS307)。次に、システム制御回路50は、読み出した画像データに対し、ホワイトバランス、コントラスト補正、ノイズ除去等の画像補正を施す(ステップS308)。さらに、システム制御回路50は、その画像データに対して、表示アイコン、ヒストグラム等の情報を合成し、画像表示部28への画像表示を行う(ステップS309)。
Next, the
次に、ステップS310では、システム制御回路50は、動画記録に必要な画像を生成してファイル書き込みを行う(ステップS310)。すなわち、今回のフレーム画像を記録媒体200、210に記録する。次に、システム制御回路50は、動画記録の終了指示がなされたか否かを判別する(ステップS311)。動画記録の終了は、録画記録指示の逆の操作で指示され、例えば、不図示の専用のボタンのオフによって指示される。
Next, in step S310, the
その判別の結果、動画記録の終了指示がなされていない場合は、システム制御回路50は、次のフレーム画像の読み出しのために、処理を前記ステップS302に戻す。一方、動画記録の終了指示がなされた場合は、本動画記録処理が終了する。このように、AE性能を低下させることなく、絞り駆動を減らすことで、絞り駆動の際に発生するファインダ性能及び画質劣化が抑制される。
If the result of the determination is that there is no instruction to end moving image recording, the
本実施の形態によれば、動画撮像に際し、画角によって開放F値が変化するレンズが装着されている場合には、「暗側設定プログラム線図」が生成され(図5(c))、それを用いて露出制御がなされる。すなわち、そのレンズで変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を明るい側の限界絞り値として絞り値を設定するよう制御される。これにより、動画撮像に際し、画角変動に伴う絞り値の変化に起因する画質劣化を抑制することができる。 According to the present embodiment, when a moving image is picked up, a “dark side setting program diagram” is generated when a lens whose open F-number is changed depending on the angle of view is generated (FIG. 5C). Exposure control is performed using it. That is, the aperture value is controlled so that the darkest open F value among the open F values that can be changed by the lens is set as the limit aperture value on the bright side. As a result, it is possible to suppress image quality deterioration due to a change in aperture value accompanying a change in the angle of view when capturing a moving image.
また、画角によって開放F値が変化するレンズが装着され、且つ、開放以外絞り上限値(閾値)が設定された場合は、閾値を境に明るい側の限界絞り値を切り換えるような「暗側設定プログラム線図」が生成され(図6)、それを用いて露出制御がなされる。すなわち、ISO値が閾値を超えないような被写体輝度EVの範囲では、最も暗い開放F値を明るい側の限界絞り値として絞り値AVを設定するよう制御される。そして、ISO値が閾値を超えるような被写体輝度EVの範囲では、画角に応じた開放F値を明るい側の限界絞り値として絞り値AVを設定するよう制御される。これにより、画角変動に伴う絞り値の変化に起因する画質劣化を抑制しつつ、暗い環境下では画角に応じた開放絞り値を絞り値に設定可能にして、暗い環境下での画質の劣化を抑制することができる。 In addition, when a lens whose open F value is changed depending on the angle of view is mounted and an aperture upper limit value (threshold value) other than the full aperture is set, the “dark side” is switched such that the brighter limit aperture value is switched with the threshold as a boundary. A “setting program diagram” is generated (FIG. 6), and exposure control is performed using it. In other words, in the range of the subject brightness EV where the ISO value does not exceed the threshold value, the aperture value AV is controlled so that the darkest open F value is the brightest limit aperture value. Then, in the range of the subject brightness EV where the ISO value exceeds the threshold value, the aperture value AV is controlled to be set with the open F value corresponding to the angle of view as the brightest limit aperture value. This makes it possible to set the open aperture value according to the angle of view as the aperture value in a dark environment while suppressing image quality deterioration due to the change in the aperture value due to the change in the angle of view. Deterioration can be suppressed.
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態では、第1の実施の形態における動画記録処理(図8)において、さらに、動体速度と絞り値AVの変動量とに基づいて、画像をフリーズさせるか否かの制御を加える。従って、動画記録処理については図8に代えて図9を用い、さらに図10〜図12を用いて本第2の実施の形態を説明する。その他の構成や処理は第1の実施の形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, in the moving image recording process (FIG. 8) in the first embodiment, whether or not to freeze the image further based on the moving body speed and the fluctuation amount of the aperture value AV. Add control. Therefore, the moving image recording process will be described with reference to FIG. 9 instead of FIG. 8, and the second embodiment will be described with reference to FIGS. Other configurations and processes are the same as those in the first embodiment.
図9は、第2の実施の形態における動画記録処理のフローチャートである。この処理の開始条件は図8と同様である。また、シャッタスイッチ62のSW1動作のみがオンの状態では、ステップS401の処理後、ステップS402〜S414を繰り返し、SW2動作がオンとなったときにステップS414からステップS415に移行するようにしてもよい。
FIG. 9 is a flowchart of the moving image recording process in the second embodiment. The start condition of this process is the same as that in FIG. Further, when only the SW1 operation of the
まず、ステップS401、S402では、システム制御回路50は、図8のステップS301、S302と同様の処理を実行する。次に、システム制御回路50は、画角変動量算出部43を制御して、前回のフレーム(前フレーム)におけるレンズ情報と今回のフレーム(現フレーム)におけるレンズ情報とを比較し、フレーム間の画角変動量を算出する(ステップS403)。例えば、フレームレート30FPSの動画記録の際に、前フレームの画角が35mm、現フレームの画角が40mmであれば、33.3msの間に5mmの画角変動があったことになる。
First, in steps S401 and S402, the
次に、システム制御回路50は、前フレームにおける画像情報と現フレームにおける画像情報とを比較し、フレーム間の動体の変位速度を検出(算出)する(ステップS404)。例えば、移動量検出部59を制御して、顔検出部58の顔検出によって得られた顔の位置や大きさ情報を前フレームと現フレームとの間で比較し、その比較結果より動体の移動量を算出する。そして算出した動体の移動量と時間間隔とから動体の変位速度を算出する。顔検出方法については後述する。今回のフレームの画像は、少なくとも次のフレームの処理まで画像表示メモリ24またはメモリ30に保存されているとする。また、画角変動量、動体の移動量や動体の変位速度の値も、一定期間保存され蓄積されるものとする。
Next, the
次に、ステップS405〜S408では、システム制御回路50は、今回のフレームに関し、図8のステップS303〜S306と同様の処理を実行する。ステップS405で求められた今回のフレームに関する露出制御値(AV値、TV値、ISO値)は、少なくとも次のフレームの処理までメモリ52に保存されているとする。
Next, in steps S405 to S408, the
次に、ステップS409では、システム制御回路50は、絞り値変動量と動体速度とに基づいて、今回のフレームの表示に関する画像フリーズの実行可否を判定する。すなわち、表示及び記録すべきフレーム画像を、前フレームのまま固定するか、それとも今回のフレームに更新するかを判別する。画像フリーズは、前フレームのまま固定することである。このステップS409の判別は、後述する図10の判定処理の結果によって定まる。画像フリーズ要求通知(ステップS505)がなされれば画像フリーズを実行、画像フリーズ解除通知(ステップS506)がなされれば画像フリーズを非実行と判別される。
Next, in step S409, the
そして、画像フリーズを実行しないことを判定した場合は、システム制御回路50は、ステップS410に処理を移行させる。まず、システム制御回路50は、ステップS410、S411では、図8のステップS307、S308と同様の処理を実行する。次に、ステップS413では、システム制御回路50は、今回のフレームの画像を画像表示メモリ24及びメモリ30に保存する。次に、ステップS414、S415では、システム制御回路50は、図8のステップS309、S310と同様の処理を実行する。この場合、今回のフレーム画像が、画像表示部28に表示されると共に、記録される。
If it is determined not to execute the image freeze, the
一方、画像フリーズを実行することを判定した場合は、システム制御回路50は、既に保存されている、前回のフレームにおける画像を読み出す(ステップS411)。そして、この読み出した画像に対して、前記ステップS414、S415の処理を実行する。この場合は、表示及び記録される画像は更新されないままの画像となる。
On the other hand, when it is determined that the image freeze is to be executed, the
図10は、画像フリーズの判定処理のフローチャートである。この判定処理は、図9のステップS409の実行に際し開始され、システム制御回路50による制御によって、画像更新判定部55が判定処理を行う。
FIG. 10 is a flowchart of the image freeze determination process. This determination process is started when step S409 in FIG. 9 is executed, and the image
まず、システム制御回路50は、隣接するフレーム間(前フレームと現フレームとの間)の絞り値AVの変動量を演算して両者を比較し、絞り値AVの変動量が所定量よりも小さいか否かを判別する(ステップS501)。前フレームの絞り値AVは、メモリ52から取得される。そして、絞り値AVの変動量が所定量より小さい場合は、システム制御回路50は、絞り駆動による画質劣化が少ないので、画像フリーズを解除するべく、画像フリーズ解除通知を行う(ステップS506)。
First, the
一方、絞り値AVの変動量が所定量以上である場合は、システム制御回路50は、動体速度が所定速度よりも速いか否かを判別する(ステップS502)。ここで、動体速度は、図9のステップS404で算出され蓄積されたフレーム間の動体の変位速度乃至移動量と、ステップS403で算出され蓄積されたフレーム間の画角変動量とに基づいて予測(把握)される。ただし、フレーム間の動体の変位速度を動体速度として採用してもよい。
On the other hand, if the variation amount of the aperture value AV is greater than or equal to the predetermined amount, the
その判別の結果、予測された動体速度が所定速度よりも速い場合は、画像フリーズによって動体が止まってしまうことの悪影響を回避する必要がある。そこで、システム制御回路50は、画像フリーズを解除するべく、画像フリーズ解除通知を行う(ステップS506)。一方、予測された動体速度が所定速度よりも速くない場合は、システム制御回路50は、現在、画像フリーズ中であるか否かを判別する(ステップS503)。すなわち、画像フリーズ要求通知が発行されている状態かどうかを判別する。
If the predicted moving object speed is higher than the predetermined speed as a result of the determination, it is necessary to avoid the adverse effect of the moving object stopping due to image freezing. Therefore, the
その判別の結果、画像フリーズ中でない場合は、画像フリーズによって動体が止まってしまうことの影響が小さいため、画像フリーズ要求通知を行う(ステップS505)。一方、画像フリーズ中である場合は、システム制御回路50は、絞り駆動完了通知を受信したか否かを判別する(ステップS504)。この絞り駆動完了通知は、絞り駆動中判定部49から供給される。
As a result of the determination, if the image is not frozen, the effect of the moving object stopping due to the image freeze is small, and thus an image freeze request notification is performed (step S505). On the other hand, if the image is frozen, the
その判別の結果、システム制御回路50は、絞り駆動完了通知を受信していない場合は、画像フリーズを行うために、画像フリーズ要求通知を行う(ステップS505)。一方、システム制御回路50は、絞り駆動完了通知を受信した場合は、画像フリーズ解除通知を行う(ステップS506)。その後、本処理が終了する。
As a result of the determination, if the aperture control completion notification has not been received, the
以下に、顔検出及び動体検出の例について説明する。 Hereinafter, examples of face detection and moving object detection will be described.
図11は、パターン認識処理のフローチャートである。この処理は、システム制御回路50による制御に従って、顔検出部58によって実行される。
FIG. 11 is a flowchart of the pattern recognition process. This processing is executed by the
まず、顔検出部58は、メモリ30から取得した画像データを前処理し(ステップS601)、前処理された画像データから特徴的部分のパターンを抽出する(ステップS602)。そして、顔検出部58は、抽出された特徴的部分のパターンを顔の標準パターンに基づくテンプレート501(図12(a))に対応させ、テンプレートマッチングを行う。顔検出部58は、このテンプレートマッチングにより認識パターンを取得し(ステップS603)、取得された認識パターンを顔検出部58が有する顔サイズ判別部に出力する(ステップS604)。
First, the
ステップS603のテンプレートマッチングの例について、図12(a)を用いてより具体的に説明する。まず、テンプレート501の中心点502を、取得した画像データ503のある座標点(i,j)に置く。そして、この中心点502を画像データ503内で走査しながら、テンプレート501と画像データ503との重なり部分の類似度を計算して、類似度が最大になる位置を決定する。顔の画像データから抽出されたパターンを、例えば目や耳等の形状を含むテンプレート501にマッチングさせることにより、目の位置情報や顔領域を示す座標情報(顔座標)を取得することができる。
An example of template matching in step S603 will be described more specifically with reference to FIG. First, the
顔の画像データの検出方法としては、これ以外にも、ニューラルネットワーク等による学習を用いる方法、物理的な形状における特徴のある部位を画像領域から抽出する方法が知られている。また、検出した顔の肌の色や目の形等の画像特徴量を統計的に解析する方法等も知られている。さらに、実用化が検討されている方法としては、ウェーブレット変換と画像特徴量を利用する方法等がある。 Other methods for detecting face image data include a method using learning using a neural network and the like, and a method of extracting a characteristic part of a physical shape from an image region. Also known is a method of statistically analyzing image features such as the detected skin color and eye shape. Furthermore, methods that have been studied for practical use include a method that uses wavelet transform and image feature amounts.
ここで、パターン認識とは、抽出されたパターンを予め定められた概念(クラス)の1つに対応(マッチング)させる処理である。また、テンプレートマッチングとは、型紙を意味するテンプレートを画像上で移動させながら、画像とテンプレートとを比較する方法である。これらの方法は、例えば、対象物体の位置検出、運動物体の追跡及び撮影時期の異なる画像の位置合わせ等に利用することができ、特に、目と鼻といった物理的形状を画像領域から抽出するといった顔の情報の検出に有用な方法である。 Here, pattern recognition is a process of matching (matching) an extracted pattern with one of predetermined concepts (classes). Template matching is a method of comparing an image and a template while moving a template meaning a pattern on the image. These methods can be used, for example, for detecting the position of a target object, tracking a moving object, and aligning images with different shooting timings, and in particular, extracting physical shapes such as eyes and nose from an image region. This is a useful method for detecting face information.
顔検出部58の顔サイズ判別部は、検出された顔の情報から顔領域における画素数をカウントし、この画素数に基づき顔のサイズを判別する。顔領域は、例えば、顔として検出された領域を示す座標情報で表すことができる。これに限らず、顔サイズ判別部は、検出された顔の情報のうち目の位置情報に基づき顔のサイズを判別するようにしてもよい。例えば、目の位置情報に基づき画像データ上の目の間隔を算出し、予め求めておいた目の間隔と顔のサイズとの統計的関係を用いてテーブル化し、顔のサイズを判別することが考えられる。また、検出された顔の所定位置、例えば四隅の座標値から顔領域における画素数をカウントすることにより、顔のサイズを判別してもよい。
The face size determination unit of the
顔検出部58は、判別された顔サイズに基づき、画像処理装置100から被写体までの被写体距離を推定する。より具体的には、判別された顔のサイズに基づき、顔のサイズと被写体距離との関係から予め作成された、所定の焦点距離のレンズにおける変換テーブルを参照して、被写体距離を推定する。
The
図12(b)は、画像上の画素数で表される顔のサイズと被写体距離との関係の一例を示す。この図12(b)に示される関係に基づくテーブルを、レンズ焦点距離が38mmの広角レンズについて作成し、被写体距離を推定する。レンズ焦点距離が38mmと異なる場合には、判別された顔のサイズに対して「38mm/実際のレンズ焦点距離(mm)」を乗じた値を用いて、上述の変換テーブルを参照する。 FIG. 12B shows an example of the relationship between the face size represented by the number of pixels on the image and the subject distance. A table based on the relationship shown in FIG. 12B is created for a wide-angle lens having a lens focal length of 38 mm, and the subject distance is estimated. When the lens focal length is different from 38 mm, the conversion table is referred to using a value obtained by multiplying the determined face size by “38 mm / actual lens focal length (mm)”.
これに限らず、図12(c)に例示されるように、顔のサイズの代わりに、検出された顔領域の画像に占める割合と被写体距離との関係をテーブル化して用いてもよい。 Not limited to this, as illustrated in FIG. 12C, the relationship between the ratio of the detected face area to the image and the subject distance may be used as a table instead of the face size.
撮像素子14の大きさ自体や使用領域により被写体距離が変わるので、そのモードに応じて、推定被写体距離を算出するための変換テーブルを再生成したり、予め複数の変換テーブルを記憶しておいたりしても良い。
Since the subject distance varies depending on the size of the
本第2の実施の形態によれば、動画撮像に際し、画角変動に伴う絞り値の変化に起因する画質劣化を抑制することに関し、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。それだけでなく、絞り値変動量が大きく動体速度が遅い場合に限り画像フリーズさせるので、動きのある動画の表示、記録を妨げずに、動きの小さい動画の表示、記録時の画質劣化を抑制することができる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be achieved with respect to suppressing image quality deterioration caused by a change in aperture value accompanying a change in the angle of view when capturing a moving image. . Not only that, the image is frozen only when the amount of fluctuation of the aperture value is large and the moving body speed is slow, so that the display and recording of moving movies are not disturbed, and the display of moving images with little movement and the deterioration of image quality during recording are suppressed. be able to.
なお、上記各実施の形態では、生成され得る「暗側設定プログラム線図」として、図6のような階段状の直線Lを有したプログラム線図も設けた。しかし、ISO値の上限設定値として「全体絞り上限値」のみの入力が受け付けられるように構成し、図6の例を廃止してもよい。その場合、画角によって開放F値が異なる撮影レンズ11が装着されたときは、図5(a)〜(c)に示すような、直線Lが一直線のプログラム線図が生成される。
In each of the above embodiments, as a “dark side setting program diagram” that can be generated, a program diagram having a stepped straight line L as shown in FIG. 6 is also provided. However, the configuration shown in FIG. 6 may be abolished by accepting an input of only the “total aperture upper limit value” as the upper limit setting value of the ISO value. In that case, when the
なお、露出制御は、プログラム線図を用いた露出制御に限られない。すなわち、動画撮像に際し、画角によって開放F値が変化するレンズが装着されている場合には、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を明るい側の限界絞り値として絞り値AVを設定するよう制御できればよい。 Note that the exposure control is not limited to exposure control using a program diagram. That is, when a moving image is picked up, when a lens whose opening F value changes according to the angle of view is mounted, the aperture value AV is set with the darkest opening F value among the changing opening F values as the limit aperture value on the bright side. It only needs to be able to control to set.
なお、生成されるプログラム線図(図4〜図6)において、下側の横軸は電荷蓄積時間TVとISO感度とが途中で切り替わり、TV=1/30を境にTV値またはISO値のいずれか一方のみが変化する態様であった。しかし、電荷蓄積時間TVとISO感度の双方が変化する重複領域を設けたプログラム線図を生成可能にしてもよい。 In the generated program diagrams (FIGS. 4 to 6), the horizontal axis on the lower side switches between the charge accumulation time TV and the ISO sensitivity, and the TV value or the ISO value changes with TV = 1/30 as a boundary. Only one of them was changed. However, it may be possible to generate a program diagram provided with an overlapping region where both the charge accumulation time TV and the ISO sensitivity change.
また、上記各実施の形態では、撮影レンズの交換が可能なデジタルカメラの説明を行ったが、画角によって開放F値が変化する撮影レンズを内蔵したデジタルカメラにも本発明を適用できる。 In each of the above embodiments, the digital camera capable of exchanging the photographing lens has been described. However, the present invention can also be applied to a digital camera including a photographing lens whose open F value changes depending on the angle of view.
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
(Other examples)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
11 撮影レンズ
14 撮像素子
28 画像表示部
30、52 メモリ
41 レンズ情報取得部
50 システム制御回路
70 操作部
100 画像処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記撮像装置の装置本体に装着されているレンズの開放F値の情報を取得する取得手段と、
撮像素子により得られる画像情報から被写体輝度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された被写体輝度に基づいて、前記撮像素子への入射光量を調節する絞り値、前記撮像素子の電荷蓄積時間及びISO値を設定して露出を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、動画撮像に際し、画角によって開放F値が変化するレンズが装着されている場合には、前記取得手段により取得された開放F値の情報を参照し、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を、明るい側の限界絞り値として、前記絞り値を設定するよう制御することを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that can capture moving images,
Obtaining means for obtaining information on an open F value of a lens attached to the apparatus main body of the imaging apparatus;
Calculating means for calculating subject luminance from image information obtained by the image sensor;
Control means for controlling the exposure by setting an aperture value for adjusting the amount of light incident on the image sensor, a charge accumulation time of the image sensor, and an ISO value based on the subject brightness calculated by the calculation means. ,
The control means refers to the information on the open F value acquired by the acquisition means and can change the open F value when a lens whose open F value changes according to the angle of view is attached at the time of moving image capturing. The image pickup apparatus is controlled to set the aperture value with the darkest open F value as a limit aperture value on the bright side.
前記撮像装置の装置本体に装着されているレンズの開放F値の情報を取得する取得工程と、
撮像素子により得られる画像情報から被写体輝度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出された被写体輝度に基づいて、前記撮像素子への入射光量を調節する絞り値、前記撮像素子の電荷蓄積時間及びISO値を設定して露出を制御する制御工程とを有し、
前記制御工程は、動画撮像に際し、画角によって開放F値が変化するレンズが装着されている場合には、前記取得工程により取得された開放F値の情報を参照し、変化し得る開放F値のうち最も暗い開放F値を、明るい側の限界絞り値として、前記絞り値を設定するよう制御することを特徴とする撮像装置における露出制御方法。 In an exposure control method in an imaging apparatus capable of capturing moving images,
An acquisition step of acquiring information on an open F value of a lens attached to the apparatus main body of the imaging apparatus;
A calculation step of calculating subject luminance from image information obtained by the image sensor;
A control step for controlling exposure by setting an aperture value for adjusting the amount of light incident on the image sensor, a charge accumulation time of the image sensor, and an ISO value based on the subject brightness calculated by the calculation step. ,
The control step refers to information on the open F value acquired by the acquisition step and can change the open F value when a lens whose open F value changes according to the angle of view is attached at the time of moving image capturing. An exposure control method for an image pickup apparatus, wherein the darkest open F value is set as the limit aperture value on the bright side, and the aperture value is set.
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JP2018019288A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, control method therefor and program |
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