JP2014027460A - Imaging apparatus, camera system, control method of imaging apparatus, program and storage medium - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce unnaturalness of an image quality change when a normal imaging mode and a gradation expression range expansion imaging mode are switched.SOLUTION: An imaging apparatus includes: imaging means (303) which photoelectrically converts subject light via an imaging optical system and generates an image signal; exposure control means (109) which controls an exposure value of the imaging means; image synthesizing means (104, 105 and 106) which synthesize a plurality of image signals obtained by imaging by the imaging means with a plurality of different exposure values determined by the exposure control means, and generate a synthesized image signal whose gradation expression range is expanded; and imaging mode switching means (103) which changes over a normal imaging mode for performing normal moving image imaging and a gradation expression range expansion imaging mode for generating the synthesized image signal. When the imaging mode switching means changes over the imaging mode, the image synthesizing means stepwise changes gradation expression width of the synthesized image signal in accordance with the exposure value determined by the exposure control means for generating the synthesized image signal.

Description

本発明は標準露出撮影から画像を出力するモード(通常撮影モード)と、短時間露光撮影と長時間露光撮影から合成処理して合成画像を出力するモード(階調表現レンジ拡張撮影モード)の切り替え時の合成画像の階調制御に関する。   The present invention switches between a mode for outputting an image from standard exposure shooting (normal shooting mode) and a mode for outputting a composite image by combining processing from short exposure shooting and long exposure shooting (tone expression range extended shooting mode). The present invention relates to tone control of a composite image at the time.

特許文献1には、標準露出で撮像された画像を取得する通常撮影モードと、異なる露出で撮像された画像を合成してダイナミックレンジの広い階調表現レンジ拡張画像を生成する階調表現レンジ拡張撮影モードとを切り替える技術について開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 discloses a normal shooting mode for acquiring an image captured with standard exposure and a gradation expression range expansion for generating a gradation expression range expanded image with a wide dynamic range by combining images captured with different exposures. A technique for switching between shooting modes is disclosed.

特開2002−218326号公報JP 2002-218326 A

しかしながら、特許文献1では、動画撮影中に通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替える場合に、特別な処理をしていないので、連続したフレームの間で急激に階調表現のレンジが拡張され、時系列的な画質変化に違和感を持つ場合がある。   However, in Patent Document 1, since special processing is not performed when switching from the normal shooting mode to the gradation expression range expansion shooting mode during moving image shooting, the gradation expression range suddenly changes between consecutive frames. There is a case where it is expanded and there is a sense of incongruity in the time-series image quality change.

この場合について図2を用いて説明する。図2(a)は、通常撮影モードで撮影され、暗い部分まで階調表現を行うことができていないため、人物が黒つぶれしている状態を表している。図2(b)は、階調表現レンジ拡張撮影モードで撮影され、暗い部分にまで階調表現レンジが拡大して、図2(a)では黒つぶれしていた人物部分の階調表現を再現できている状態を表している。   This case will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state in which the person is blacked out because the image is shot in the normal shooting mode and gradation expression cannot be performed up to a dark part. Fig. 2 (b) is shot in the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression range is expanded to the dark part, and the gradation expression of the human part that was crushed black in Fig. 2 (a) is reproduced. It shows the state of being completed.

動画撮影中に、図2(a)の通常撮影モードから図2(b)の階調表現レンジ拡張撮影モードに撮影モードを切り替えると、急激に人物の階調表現が変化し、撮影者は時系列的に見て違和感を持つこととなる。逆に、図2(b)の階調表現レンジ拡張撮影モードから図2(a)の通常撮影モードに撮影モードが切り替わる場合にも同様の問題が発生する。   If the shooting mode is switched from the normal shooting mode in FIG. 2A to the gradation expression range extended shooting mode in FIG. 2B during moving image shooting, the gradation expression of the person changes suddenly, It will have a sense of incongruity in a series. Conversely, the same problem occurs when the shooting mode is switched from the gradation expression range extended shooting mode of FIG. 2B to the normal shooting mode of FIG.

本発明は、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、画質変化の不自然さを低減することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the unnaturalness of image quality change when switching between a normal shooting mode and a gradation expression range extended shooting mode.

本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系を介した被写体光を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の露出値を制御する露出制御手段と、前記露出制御手段によって決定される異なる複数の露出値で、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号を合成して階調表現レンジの拡張された合成画像信号を生成する画像合成手段と、通常の動画撮影を行う通常撮影モードと、前記合成画像信号を生成する階調表現レンジ拡張撮影モードとを切り替える撮影モード切り替え手段と、を有し、前記画像合成手段は、前記撮影モード切り替え手段によって撮影モードが切り替えられるときに、前記合成画像信号を生成するために前記露出制御手段により決定される露出値に応じて、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に変更することを特徴とする。   An imaging apparatus according to one aspect of the present invention includes an imaging unit that photoelectrically converts subject light via an imaging optical system to generate an image signal, an exposure control unit that controls an exposure value of the imaging unit, and the exposure control Image synthesizing means for synthesizing a plurality of image signals picked up by the image pickup means with different exposure values determined by the means to generate a combined image signal having an expanded gradation expression range; and normal moving image shooting A shooting mode switching unit that switches between a normal shooting mode for performing the above and a gradation expression range extended shooting mode for generating the composite image signal, and the image synthesis unit switches the shooting mode by the shooting mode switching unit. The gradation expression width of the composite image signal is stepwise according to an exposure value determined by the exposure control means to generate the composite image signal. And changes.

通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、画質変化の不自然さを低減させることができる。   When switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode, it is possible to reduce the unnaturalness of the image quality change.

本発明における実施例1の撮像装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the imaging device of Example 1 in this invention. 通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替わる場合に生じる画質変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the image quality change which arises when switching from normal imaging | photography mode to gradation expression range expansion imaging | photography mode. 撮像部101の構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging unit 101. FIG. 信号合成部104の構成例を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration example of a signal synthesis unit 104. FIG. 合成レンジ制御部105の説明を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a description of a synthesis range control unit 105. 合成比率制御部106の説明を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the composition ratio control unit 106. 露出値の説明を示す図である。It is a figure which shows description of an exposure value. 本発明における実施例1のダイナミックレンジ拡大制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the dynamic range expansion control of Example 1 in this invention. 本発明における実施例2の撮像装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the imaging device of Example 2 in this invention. 本発明における実施例2のダイナミックレンジ拡大制御のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the dynamic range expansion control of Example 2 in this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明における実施例1の撮像装置の構成例を示すブロック図である。本実施例では、静止画撮影および動画撮影可能な撮像装置(ビデオカメラやデジタルカメラ)を使用している。さらに、本実施例の撮像装置は、異なる露光量で撮像された画像を合成してダイナミックレンジの広い階調表現レンジ拡張撮影を実現することができる。以下、本実施例1の撮像装置の構成例について図1を参照して説明する。なお、本実施例では、レンズ一体型のビデオカメラについて説明するが、本発明は、レンズ交換型の一眼レフカメラ(カメラシステム)にも適用することが可能である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, an imaging device (video camera or digital camera) capable of still image shooting and moving image shooting is used. Furthermore, the image pickup apparatus of the present embodiment can realize gradation expression range extended photographing with a wide dynamic range by combining images picked up with different exposure amounts. Hereinafter, a configuration example of the imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a lens-integrated video camera will be described. However, the present invention can also be applied to a lens interchangeable single-lens reflex camera (camera system).

図1において101は、後述の露出制御部109から渡される露出制御値(以下、露出値ともいう)に基づいて被写体光を撮像し、撮像画像信号を出力する撮像部(撮像手段)である。撮像部101には、後述するように、絞りやメカニカルシャッターを含むレンズ等の撮影光学系(図3の撮像光学部301)、被写体光を光電変換する撮像素子(図3の撮像素子部303)等が含まれる。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an imaging unit (imaging unit) that captures subject light based on an exposure control value (hereinafter also referred to as an exposure value) delivered from an exposure control unit 109 described later and outputs a captured image signal. As will be described later, the imaging unit 101 includes a photographing optical system (an imaging optical unit 301 in FIG. 3) such as a lens including an aperture and a mechanical shutter, and an imaging element that photoelectrically converts subject light (an imaging element unit 303 in FIG. 3). Etc. are included.

102は、撮像部101から出力される撮像画像信号にホワイトバランス処理、補間処理、シェーディング補正処理、色空間変換処理、ガンマ変換処理等の所定の画像処理を施し、出力映像信号に変換する映像信号処理部である。本実施例では、映像信号処理部102はスイッチ111及び信号合成部104の後段に位置し、上述した各処理を行っているが、これらの処理の一部は撮像部101の後段であり、スイッチ111の前段で行われてもよい。   Reference numeral 102 denotes a video signal that is subjected to predetermined image processing such as white balance processing, interpolation processing, shading correction processing, color space conversion processing, and gamma conversion processing on the captured image signal output from the imaging unit 101 and is converted into an output video signal. It is a processing unit. In this embodiment, the video signal processing unit 102 is positioned after the switch 111 and the signal synthesis unit 104 and performs the above-described processes. However, part of these processes is performed after the imaging unit 101. It may be performed before 111.

103は、撮像部101で撮影される通常の動画撮影を行う通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え処理を行う撮影モード切り替え部(撮影モード切り替え手段)である。通常撮影モードは、撮像装置の標準露出によって撮像された画像を取得するモードである。階調表現レンジ拡張撮影モードは、被写体のうち暗い部分の階調表現の再現性が高い長時間露光(EH)画像を得るとともに、被写体のうち明るい部分の階調表現の再現性が高い低時間露光(EL)画像を取得するモードである。さらに階調表現レンジ拡張撮影モードでは、後述するようにEH画像とEL画像を合成することにより階調表現レンジ拡張画像が生成され、階調表現の再現性の高い画像を取得することができる。撮影モード切り替え部103によって選択されたモードに応じて、撮像部101はそれぞれのモードに対応した撮像画像信号を出力する。階調表現レンジ拡張撮影モード時では、露出制御部109より少なくとも2つの露出値が撮像部101に渡され、通常撮影モード時では、露出制御部109から1つの露出値が渡される。   Reference numeral 103 denotes a shooting mode switching unit (shooting mode switching unit) that performs a switching process between a normal shooting mode for shooting a normal moving image shot by the imaging unit 101 and a gradation expression range extended shooting mode. The normal shooting mode is a mode for acquiring an image captured by the standard exposure of the imaging device. The gradation expression range expansion shooting mode obtains a long-time exposure (EH) image having high reproducibility of the gradation expression of the dark part of the subject and low time of high reproducibility of the gradation expression of the bright part of the subject. In this mode, an exposure (EL) image is acquired. Further, in the gradation expression range extended photographing mode, as described later, an EH image and an EL image are combined to generate a gradation expression range extended image, and an image with high reproducibility of gradation expression can be acquired. In accordance with the mode selected by the shooting mode switching unit 103, the imaging unit 101 outputs a captured image signal corresponding to each mode. In the gradation expression range extended shooting mode, at least two exposure values are passed from the exposure control unit 109 to the imaging unit 101, and in the normal shooting mode, one exposure value is passed from the exposure control unit 109.

104は、後述のスイッチ111の切り替え処理によって入力された複数の撮像画像信号を合成し、合成画像信号を生成する信号合成部(画像合成手段)である。   Reference numeral 104 denotes a signal synthesis unit (image synthesis unit) that synthesizes a plurality of captured image signals input by a switching process of the switch 111 described later and generates a synthesized image signal.

105は、後述の露出制御部109から出力される露出値と後述の露出変動検出部110より検出された露出値の変動値から、階調レンジ拡張幅とゲイン値を算出する合成レンジ制御部である。合成レンジ制御部105は、算出した階調レンジ拡張幅とゲイン値を信号合成部104に制御量として出力し、合成画像信号の階調表現幅を制御する。   Reference numeral 105 denotes a synthesis range control unit that calculates a gradation range expansion width and a gain value from the exposure value output from the exposure control unit 109 described later and the variation value of the exposure value detected by the exposure variation detection unit 110 described later. is there. The synthesis range control unit 105 outputs the calculated tone range expansion width and gain value as control amounts to the signal synthesis unit 104, and controls the tone expression width of the synthesized image signal.

106は、後述の露出変動検出部110より検出された露出値の変動値に応じた合成比率を算出し、信号合成部104に合成比率の制御量を渡すことにより、合成画像信号の合成比率を制御する合成比率制御部である。   106 calculates a composition ratio corresponding to a variation value of the exposure value detected by an exposure fluctuation detection unit 110 described later, and passes a control amount of the composition ratio to the signal composition unit 104, thereby changing the composition ratio of the composite image signal. It is a composition ratio control unit to be controlled.

107は、映像信号処理部102から出力された出力映像信号を記録する出力映像信号記録部である。   An output video signal recording unit 107 records the output video signal output from the video signal processing unit 102.

108は、映像信号処理部102から出力された出力映像信号を撮像装置に表示する出力画像表示部である。   An output image display unit 108 displays the output video signal output from the video signal processing unit 102 on the imaging apparatus.

109は、撮像画像信号の明るさが適切になるように、撮像画像信号に基づいてシャッタースピード制御値や、絞り制御値を算出する露出制御部(露出制御手段)である。露出制御部109は、算出したシャッタースピード制御値を、撮像部101の後述するタイミング制御部306へ送り、算出した絞り制御値を、撮像部101の後述する光学系駆動部305へ送る。このように、露出制御部109は、撮像部101の露出値を制御することができる。   An exposure control unit (exposure control unit) 109 calculates a shutter speed control value and an aperture control value based on the captured image signal so that the brightness of the captured image signal is appropriate. The exposure control unit 109 sends the calculated shutter speed control value to the timing control unit 306 (to be described later) of the imaging unit 101, and sends the calculated aperture control value to the optical system drive unit 305 (to be described later) of the imaging unit 101. As described above, the exposure control unit 109 can control the exposure value of the imaging unit 101.

110は、通常撮影モード時と階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、露出制御部109によって制御された露出値の変動量の大きさを検出する露出変動検出部(露出変動検出手段)である。   Reference numeral 110 denotes an exposure fluctuation detection unit (exposure fluctuation detection means) that detects the amount of fluctuation of the exposure value controlled by the exposure control unit 109 when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode. is there.

111は、撮影モード切り替え部103によって選択された撮影モードに応じて、撮像部101から出力される撮像画像信号を信号合成部104に送るか、映像信号処理部102に送るかを切り替えるスイッチである。   Reference numeral 111 denotes a switch for switching whether to send a captured image signal output from the imaging unit 101 to the signal synthesis unit 104 or to the video signal processing unit 102 in accordance with the shooting mode selected by the shooting mode switching unit 103. .

以下に、露出変動検出部110の露出値の変動量を検出する方法について説明する。   Hereinafter, a method of detecting the exposure value fluctuation amount of the exposure fluctuation detection unit 110 will be described.

露出変動検出部110では、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時において、露出値の変動量の大きさを検出する。例えば、露出値を表す数値としてEV値が使用される。EV値は、図7に示すように、絞り値を光量比率に換算したAv値と、シャッタースピード制御値を光量に換算したTv値の和で表現される。露出変動検出部110では、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時に、露出制御部109から通常撮影モード時の撮像画像信号の露出値(EVn)が渡される。また、露出制御部109から階調表現レンジ拡張撮影モード時の短時間露光撮像画像信号の露出値(EV1)と長時間露光撮像画像信号の露出値(EV2)が渡される。露出変動検出部110では、通常撮影モード時の撮像画像信号の露出値(EVn)と、階調表現レンジ拡張モード時の短時間露光撮像画像信号の露出値(EV1)と、長時間露光撮像画像信号の露出値(EV2)との差を露出値の変動量の大きさとして検出する。EVnとEV1、あるいはEVnとEV2の差が所定値よりも大きければ、上記2つのモード時の階調表現の幅の変化が大きいと分かる。   The exposure fluctuation detection unit 110 detects the amount of fluctuation of the exposure value when switching between the normal photographing mode and the gradation expression range extended photographing mode. For example, an EV value is used as a numerical value representing the exposure value. As shown in FIG. 7, the EV value is expressed by the sum of the Av value obtained by converting the aperture value into a light amount ratio and the Tv value obtained by converting the shutter speed control value into a light amount. The exposure fluctuation detection unit 110 receives the exposure value (EVn) of the captured image signal in the normal shooting mode from the exposure control unit 109 when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode. Further, the exposure value (EV1) of the short-time exposure captured image signal and the exposure value (EV2) of the long-time exposure captured image signal in the gradation expression range extended shooting mode are passed from the exposure control unit 109. In the exposure fluctuation detection unit 110, the exposure value (EVn) of the captured image signal in the normal imaging mode, the exposure value (EV1) of the short-time exposure captured image signal in the gradation expression range expansion mode, and the long-time exposure captured image The difference from the exposure value (EV2) of the signal is detected as the magnitude of the exposure value variation. If the difference between EVn and EV1 or EVn and EV2 is larger than a predetermined value, it can be understood that the change in the gradation expression width in the two modes is large.

以下、撮像部101、信号合成部104、露出変動検出部110、合成レンジ制御部105、合成比率制御部106、について詳しく説明する。   Hereinafter, the imaging unit 101, the signal synthesis unit 104, the exposure fluctuation detection unit 110, the synthesis range control unit 105, and the synthesis ratio control unit 106 will be described in detail.

図3を参照して、撮像部101の構成例について詳しく説明する。撮像部101は、撮像光学部301、絞り302、撮像素子部303、A/D変換部304、光学系駆動部305、タイミング制御部306から構成される。撮像光学部301は、被写体からの被写体光を後段の撮像素子部303へと導く。光学系駆動部305は、露出制御部109から送られてくる絞り制御値に基づいて、絞り302の開口面積を制御する。撮像素子部303は、撮像光学部301を通過した被写体光を光電変換し、電気信号に変換する。撮像素子部303は、CCDやCMOSなどから構成される。タイミング制御部306は、露出制御部109から送られてくるシャッタースピード制御値に基づいて、被写体光の露光時間(撮像素子部303の蓄積時間)を制御する。A/D変換部304は、アナログ信号をディジタル信号に変換する。   A configuration example of the imaging unit 101 will be described in detail with reference to FIG. The imaging unit 101 includes an imaging optical unit 301, an aperture 302, an imaging element unit 303, an A / D conversion unit 304, an optical system driving unit 305, and a timing control unit 306. The imaging optical unit 301 guides subject light from the subject to a subsequent imaging element unit 303. The optical system drive unit 305 controls the aperture area of the stop 302 based on the stop control value sent from the exposure control unit 109. The imaging element unit 303 photoelectrically converts subject light that has passed through the imaging optical unit 301 and converts it into an electrical signal. The imaging element unit 303 is configured by a CCD, a CMOS, or the like. The timing control unit 306 controls the exposure time of the subject light (accumulation time of the image sensor unit 303) based on the shutter speed control value sent from the exposure control unit 109. The A / D conversion unit 304 converts an analog signal into a digital signal.

図4を参照して、信号合成部104の構成例について詳しく説明する。信号合成部104は、階調表現レンジ拡張撮影モード処理の時に動作するブロックである。階調表現レンジ拡張撮影モード時では、撮像部101(図1参照)から露光量の異なった、短時間露光撮像画像信号と長時間露光撮像画像信号が連続して入力される。信号合成部104は、スイッチ401、404、合成レンジ補正部402、合成処理部403、画像記憶部405から構成されている。   A configuration example of the signal synthesis unit 104 will be described in detail with reference to FIG. The signal synthesis unit 104 is a block that operates during the gradation expression range extended shooting mode processing. In the gradation expression range extended shooting mode, a short-exposure captured image signal and a long-exposure captured image signal having different exposure amounts are continuously input from the imaging unit 101 (see FIG. 1). The signal synthesis unit 104 includes switches 401 and 404, a synthesis range correction unit 402, a synthesis processing unit 403, and an image storage unit 405.

スイッチ401は、スイッチ111(図1参照)から入力された撮像画像信号を、後述の合成レンジ補正部402と後述の合成処理部403のどちらに出力するかを切り替えるスイッチである。   The switch 401 is a switch for switching whether a captured image signal input from the switch 111 (see FIG. 1) is output to a synthesis range correction unit 402 (to be described later) or a synthesis processing unit 403 (to be described later).

合成レンジ補正部402は、スイッチ401から入力された撮像画像信号を合成レンジ制御部105から出力される制御量に応じて、撮像画像信号を補正する補正部である。   The composite range correction unit 402 is a correction unit that corrects the captured image signal according to the control amount output from the composite range control unit 105 for the captured image signal input from the switch 401.

合成処理部403は、スイッチ401から直接もしくは、合成レンジ補正部402で補正された撮像画像信号と、後述の画像記憶部405からの撮像画像信号を、合成比率制御部106で算出された合成比率に応じて合成する処理部である。合成処理部403では、複数の撮像画像信号を合成し、一つの合成画像信号を出力する。但し、例外として後述の画像記憶部405にデータが入っていない場合、合成処理部403は入力される撮像画像信号が1つしかないため、合成画像信号を生成する処理は行われず、入力された撮像画像信号をそのまま出力する。   The composition processing unit 403 directly combines the captured image signal corrected by the composition range correction unit 402 from the switch 401 and the captured image signal from the image storage unit 405 described later, with the composition ratio calculated by the composition ratio control unit 106. It is a processing part which synthesizes according to The combination processing unit 403 combines a plurality of captured image signals and outputs one combined image signal. However, as an exception, when there is no data in the image storage unit 405 described later, since the synthesis processing unit 403 has only one captured image signal to be input, the process of generating the composite image signal is not performed and the input is performed. The captured image signal is output as it is.

スイッチ404は、合成処理部403から出力された合成画像信号あるいは、合成処理部403に入力されて出力された撮像画像信号の出力先を、映像信号処理部102もしくは、後述の画像記憶部405に切り替えるスイッチである。   The switch 404 sends the output destination of the synthesized image signal output from the synthesis processing unit 403 or the captured image signal input to the synthesis processing unit 403 to the video signal processing unit 102 or an image storage unit 405 described later. Switch to switch.

画像記憶部405は、スイッチ404から渡された、合成処理部403から出力された撮像画像信号もしくは、合成画像信号を記憶する記憶部である。   The image storage unit 405 is a storage unit that stores a captured image signal or a composite image signal output from the composition processing unit 403 and passed from the switch 404.

次に、信号合成部104を用いて撮像する露光時間が異なった2つの撮像画像信号、つまり短時間露光撮像画像信号と長時間露光撮影画像信号を合成する処理について説明する。   Next, a process for synthesizing two captured image signals with different exposure times that are imaged using the signal combining unit 104, that is, a short-time exposure captured image signal and a long-time exposure captured image signal will be described.

階調表現レンジ拡張撮影モード時には、図1の撮像部101は2つの異なる露出値で交互に連続して撮像し、2つの異なる撮像画像信号を出力する。より詳細には、例えば、図1の撮像部101では、短時間露光撮像画像信号が撮像される。短時間露光撮像画像信号はスイッチ401の切り替えにより、合成レンジ補正部402に入力される。合成レンジ補正部402によって補正された短時間露光撮像画像信号は、合成処理部403に入力される。この時点では、合成処理部403では、画像記憶部405に撮像画像信号のデータが記録されていないので合成処理を行わず、合成処理部403からは短時間露光撮像画像信号が出力される。この出力に対して、スイッチ404は画像記憶部405に接続を切り替え、短時間露光撮像画像信号は、画像記憶部405に記憶される。続いて、図1の撮像部101では、長時間露光撮像画像信号が撮像される。長時間露光撮像画像信号は、スイッチ401の切り替えにより、合成処理部403に入力される。このとき、画像記憶部405に記憶されている短時間露光撮像画像信号も合成処理部403に入力される。合成処理部403では、入力された2つの撮像画像信号を合成比率制御部106で演算される合成比率を基に合成する。最後に合成処理部403からの合成画像信号をスイッチ404の切り替えによって映像信号処理部102に出力する。   In the gradation expression range extended shooting mode, the image pickup unit 101 in FIG. 1 continuously picks up images with two different exposure values and outputs two different picked-up image signals. More specifically, for example, the imaging unit 101 in FIG. 1 captures a short-time exposure captured image signal. The short-time exposure captured image signal is input to the synthesis range correction unit 402 when the switch 401 is switched. The short-time exposure captured image signal corrected by the synthesis range correction unit 402 is input to the synthesis processing unit 403. At this time, since the image processing unit 403 does not record captured image signal data in the image storage unit 405, the compositing process is not performed, and the short-time exposure captured image signal is output from the compositing processing unit 403. In response to this output, the switch 404 switches the connection to the image storage unit 405, and the short-time exposure captured image signal is stored in the image storage unit 405. Subsequently, the imaging unit 101 in FIG. 1 captures a long-time exposure captured image signal. The long-exposure captured image signal is input to the composition processing unit 403 when the switch 401 is switched. At this time, the short-time exposure captured image signal stored in the image storage unit 405 is also input to the synthesis processing unit 403. The combination processing unit 403 combines the two input captured image signals based on the combination ratio calculated by the combination ratio control unit 106. Finally, the synthesized image signal from the synthesis processing unit 403 is output to the video signal processing unit 102 by switching the switch 404.

以上では、露光時間が異なった2つの撮像画像信号を合成する処理について説明した。しかし、信号合成部104では、3つ以上の露出の異なる撮像画像信号の合成処理も可能である。以下に、3つ以上の露出の異なる撮像画像信号の合成処理をする場合について説明する。まず、2つの撮像画像信号を合成した合成画像信号が、合成処理部403より出力されたとする。2つの撮像画像信号を合成する画像合成処理の方法は上述したとおりである。合成処理部403から出力された合成画像信号をスイッチ404において出力先を切り替えて、画像記憶部405に入力させる。最後に図1の撮像部101より撮像された3つ目の撮像画像信号と画像記憶部405からの合成画像信号を合成処理部403で合成し、新しく合成画像信号を出力する。このように3つ以上の撮像画像信号を合成する場合でも2つの撮像画像信号を合成する処理を順次繰り返すことにより実現可能である。   The processing for combining two captured image signals with different exposure times has been described above. However, the signal synthesis unit 104 can also synthesize three or more captured image signals with different exposures. Hereinafter, a case where three or more captured image signals having different exposures are combined will be described. First, it is assumed that a combined image signal obtained by combining two captured image signals is output from the combining processing unit 403. The method of image synthesis processing for synthesizing two captured image signals is as described above. The output destination of the composite image signal output from the composite processing unit 403 is switched by the switch 404 and input to the image storage unit 405. Finally, the third captured image signal picked up by the image pickup unit 101 in FIG. 1 and the combined image signal from the image storage unit 405 are combined by the combining processing unit 403, and a new combined image signal is output. In this way, even when three or more captured image signals are combined, it can be realized by sequentially repeating the process of combining the two captured image signals.

合成レンジ補正部402について詳しく説明する。合成レンジ補正部402では、合成処理部403で露光時間の異なった複数の撮像画像信号を合成処理するための前処理を行う。具体的には露光時間の異なった複数の撮像画像信号の信号レベル合わせと、階調表現幅の制御を行う。   The synthesis range correction unit 402 will be described in detail. In the synthesis range correction unit 402, the synthesis processing unit 403 performs preprocessing for synthesizing a plurality of captured image signals having different exposure times. Specifically, signal level adjustment of a plurality of captured image signals having different exposure times and control of gradation expression width are performed.

図5(a)において、合成レンジ補正部402で行う露光時間の異なった複数の撮像画像信号の信号レベル合わせ方法について説明する。図5(a)の縦軸は撮像画像信号の信号強度、横軸は撮像される被写体の明るさを表す。また、実線は長時間露光撮像画像信号、点線は短時間露光撮像画像信号を表す。図5(a)の長時間露光撮像画像信号の場合は、被写体の明るさ0からLx1までの間(すなわち所定値以下の第1領域)では被写体の明るさに応じて信号強度が変化しているため階調表現ができている。しかし、被写体の明るさLx1からLx4の間(すなわち所定値より大きい第2領域)で信号強度が変化せず一定になっており、撮像画像信号が表現できる信号強度が飽和してLx1以降の階調表現ができていない。一方、短時間露光撮像画像信号の場合は、Lx1以降のLx1〜Lx4までの間(すなわち所定値より大きい第2領域)でも被写体の明るさに応じて信号強度が変化しているため階調表現ができている。つまり、長時間露光撮像画像信号の飽和している領域Lx1以降に短時間露光撮像画像信号を適用することで、Lx1以降の階調表現幅の拡張した撮像画像信号を得ることができる。但し、長時間露光撮像画像信号と短時間露光撮像画像信号の露出値の差に応じたゲインを算出し、短時間露光撮像画像信号にゲインを掛け合わせる処理は必要となり、これを信号レベル合わせという。また逆に、高露光(長時間露光)の撮像画像信号にゲインを掛けて低露光(短時間露光)の撮像画像信号のレベルに合わせても良い。この処理によって、露光時間の異なった2つの撮像画像信号を合成することができる。   With reference to FIG. 5A, a signal level adjustment method for a plurality of captured image signals having different exposure times performed by the synthesis range correction unit 402 will be described. In FIG. 5A, the vertical axis represents the signal intensity of the captured image signal, and the horizontal axis represents the brightness of the subject to be imaged. A solid line represents a long-time exposure captured image signal, and a dotted line represents a short-time exposure captured image signal. In the case of the long-exposure captured image signal in FIG. 5A, the signal intensity varies depending on the brightness of the subject in the range from 0 to Lx1 of the subject (that is, the first region below a predetermined value). Therefore, gradation expression is possible. However, the signal intensity does not change and remains constant between the brightness Lx1 and Lx4 of the subject (that is, the second region larger than the predetermined value), and the signal intensity that can be expressed by the captured image signal is saturated and the levels after Lx1. The key expression is not made. On the other hand, in the case of a short-exposure captured image signal, gradation expression is obtained because the signal intensity changes in accordance with the brightness of the subject even during Lx1 to Lx4 after Lx1 (that is, the second region larger than a predetermined value). Is done. That is, by applying the short-time exposure captured image signal to the area Lx1 and later where the long-exposure captured image signal is saturated, it is possible to obtain a captured image signal with an expanded gradation expression width after Lx1. However, it is necessary to calculate the gain according to the difference between the exposure values of the long-exposure captured image signal and the short-exposure captured image signal, and to multiply the short-exposure captured image signal by the gain. This is called signal level adjustment. . Conversely, a gain may be applied to the captured image signal of high exposure (long exposure) to match the level of the captured image signal of low exposure (short exposure). By this processing, two captured image signals having different exposure times can be synthesized.

図5(b)において、合成レンジ補正部402で行う階調表現幅の制御について詳しく説明する。横棒は図5(a)の被写体の明るさに対応した階調表現幅を表している。また、横棒の濃淡は長時間露光撮像画像信号と短時間露光撮像画像信号で表現できる階調表現幅を表している。   In FIG. 5B, the gradation expression width control performed by the synthesis range correction unit 402 will be described in detail. The horizontal bar represents the gradation expression width corresponding to the brightness of the subject in FIG. Further, the shading of the horizontal bar represents the gradation expression width that can be expressed by the long-time exposure captured image signal and the short-time exposure captured image signal.

合成レンジ補正部402で行う階調表現幅の制御は、長時間露光撮像画像信号で飽和しているLx1以降の信号強度を短時間露光撮像画像信号で置き換えて表現する信号強度の最大値を制限することで実現する。つまり、階調表現幅をあまり拡大したくない場合では、図5(b)の(b1)のように短時間露光撮像画像信号で表現する信号強度の最大値を小さく制限することで実現できる。   The gradation range control performed by the synthesis range correction unit 402 limits the maximum value of the signal intensity expressed by replacing the signal intensity after Lx1 saturated with the long-exposure captured image signal with the short-exposure captured image signal. It is realized by doing. That is, when it is not desired to expand the gradation expression width so much, it can be realized by limiting the maximum value of the signal intensity expressed by the short-time exposure captured image signal as shown in (b1) of FIG.

逆に、階調表現幅を大きく拡大したい場合では、図5(b)の(b3)のように短時間露光撮像画像信号の信号強度の最大値を短時間露光撮像画像信号の取りうる最大の信号強度とし、制限しないことで実現できる。   On the contrary, when it is desired to greatly expand the gradation expression width, the maximum value of the short-exposure captured image signal can be set to the maximum value of the short-exposure captured image signal as shown in (b3) of FIG. This can be achieved by limiting the signal strength and not limiting it.

階調表現幅の制限方法についてはこの限りではなく、例えば短時間露光撮像画像信号の信号強度を表現する最大のビット幅を減少させて階調表現幅を制御することを行っても良い。   The method for limiting the gradation expression width is not limited to this. For example, the gradation expression width may be controlled by reducing the maximum bit width that represents the signal intensity of the short-time exposure captured image signal.

図6において、図1の合成比率制御部106での合成比率の制御を詳しく説明する。   In FIG. 6, the control of the composite ratio in the composite ratio control unit 106 of FIG. 1 will be described in detail.

図6の縦軸は、長時間露光撮像画像信号の合成比率を表しており、横軸は、被写体の明るさを表しており、図5(a)の横軸における被写体の明るさ0からLx1の区間(すなわち所定値以下の第1領域)に対応する。   The vertical axis in FIG. 6 represents the composition ratio of the long-time exposure captured image signal, the horizontal axis represents the brightness of the subject, and the subject brightness 0 to Lx1 on the horizontal axis in FIG. (I.e., the first region below a predetermined value).

図1の合成比率制御部106では、撮像画像信号の画像内の被写体の明るさに応じて長時間露光撮像画像信号の合成比率を算出している。本実施例では、撮像画像信号の画像内の被写体の明るさは、撮像部101から出力される撮像画像信号の各画素における輝度値を算出し、各領域の被写体の明るさとしている。一方、短時間露光撮像画像信号の合成比率は、長時間露光撮像画像信号の合成比率との和が1になるように決定される。図4の合成処理部403では、2つの合成比率を基に信号が合成される。図6には(c1)、(c2)、(c3)と3つの被写体の明るさに対応した合成比率が示されており、0からLx1の区間内での長時間露光撮像画像信号の合成される割合が異なっていることを示す。長時間露光撮像画像信号は、短時間露光撮像画像信号に比べてSNが良い。長時間露光撮像画像信号の割合が多いほど0からLx1の区間内のSNは良いといえるので、合成比率(c1)、(c2)、(c3)において(c1)が最もSNが高く、(c3)が最もSNが低いといえる。従って、合成比率(c1)、(c2)、(c3)を変更することによって図4の合成処理部403では0からLx1の区間内のSNを変えた合成画像信号を生成することができる。また、図1の合成比率制御部106で算出する合成比率は、長時間露光撮像画像信号の合成比率を算出することに限ったものではなく、短時間露光撮像画像信号の合成比率を算出してもよく、また2つの撮像画像信号の合成比率を独立して求めてもよい。   The composition ratio control unit 106 in FIG. 1 calculates the composition ratio of the long exposure captured image signal according to the brightness of the subject in the image of the captured image signal. In this embodiment, the brightness of the subject in the image of the captured image signal is calculated as the brightness value of each pixel of the captured image signal output from the image capturing unit 101, and is the brightness of the subject in each region. On the other hand, the combination ratio of the short-time exposure captured image signal is determined so that the sum of the combination ratio with the combination ratio of the long-exposure captured image signal is 1. In the synthesis processing unit 403 in FIG. 4, signals are synthesized based on two synthesis ratios. FIG. 6 shows (c1), (c2), (c3) and the composition ratio corresponding to the brightness of the three subjects, and the long-time exposure captured image signal in the section from 0 to Lx1 is synthesized. Indicates that the ratio is different. The long exposure captured image signal has a better SN than the short exposure captured image signal. It can be said that the SN in the section from 0 to Lx1 is better as the ratio of the long-time exposure captured image signal is larger. Therefore, (c1) has the highest SN in the synthesis ratios (c1), (c2), and (c3), and (c3 ) Is the lowest SN. Therefore, by changing the synthesis ratios (c1), (c2), and (c3), the synthesis processing unit 403 in FIG. 4 can generate a synthesized image signal in which the SN in the section from 0 to Lx1 is changed. The composition ratio calculated by the composition ratio control unit 106 in FIG. 1 is not limited to calculating the composition ratio of the long-exposure captured image signal, but the composition ratio of the short-exposure captured image signal is calculated. Alternatively, the synthesis ratio of the two captured image signals may be obtained independently.

以上で、合成レンジ補正部402で行う階調表現幅の制御と図1の合成比率制御部106での合成比率の制御を説明した。撮像画像信号の暗部(図5あるいは、図6の0〜Lx1区間内)では合成比率の制御、撮像画像信号の明部(図5のLx1〜Lx4区間内)では階調表現幅の制御を行うことが望ましい。   The control of the gradation expression width performed by the synthesis range correction unit 402 and the control of the synthesis ratio by the synthesis ratio control unit 106 in FIG. 1 have been described above. In the dark portion of the captured image signal (in the 0 to Lx1 interval in FIG. 5 or FIG. 6), the synthesis ratio is controlled, and in the bright portion of the captured image signal (in the Lx1 to Lx4 interval in FIG. 5), the gradation expression width is controlled. It is desirable.

信号強度が低い撮像画像信号の暗部では、短時間露光撮像画像信号は長時間露光撮像画像信号に比べると、信号強度とノイズのレベルが近いため、SNが低い画質となる。そのため、撮像画像信号の暗部は、合成比率を変更し長時間露光撮像画像信号の合成割合を変えることでSNを調整することができる。   In the dark part of the captured image signal with low signal intensity, the short exposure image signal has a lower signal strength and noise level than the long exposure image signal, so the image quality is low. Therefore, the SN of the dark part of the captured image signal can be adjusted by changing the composition ratio and changing the composition ratio of the long exposure captured image signal.

一方、信号強度が高い長時間露光撮像画像信号では、撮像画像信号の信号強度が飽和しやすく、明部の階調表現幅が潰れやすい。そのため撮像画像信号の明部は、階調表現幅を調整した短時間露光画像信号(3つ以上の露出の異なる撮像画像信号を合成する場合は、最小の露光量の撮像画像信号)に置き換えることによって明部の階調表現幅を表現することができる。   On the other hand, in the long-exposure captured image signal having a high signal intensity, the signal intensity of the captured image signal is likely to be saturated, and the gradation expression width of the bright portion is likely to be crushed. Therefore, the bright portion of the captured image signal is replaced with a short-exposure image signal whose gradation expression width is adjusted (a captured image signal with a minimum exposure when combining three or more captured image signals with different exposures). Thus, the gradation expression width of the bright part can be expressed.

以上で、階調表現幅と合成比率の制御と短時間露光撮像画像信号と長時間露光撮像画像信号の合成処理について説明した。   The control of the gradation expression width and the composition ratio and the composition processing of the short-time exposure captured image signal and the long-time exposure captured image signal have been described above.

次に、本発明の特徴的な動作である、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時において階調表現幅の制御方法について、全体の処理を図8のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施例では、動画撮影時に通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替わる際に行われる制御を例にして説明する。   Next, the overall processing of the method of controlling the gradation expression width at the time of switching between the normal photographing mode and the gradation expression range extended photographing mode, which is a characteristic operation of the present invention, will be described with reference to the flowchart of FIG. . In the present embodiment, the control performed when switching from the normal shooting mode to the gradation expression range extended shooting mode during moving image shooting will be described as an example.

前提として、図1の撮像部101は、適正の露光時間で撮像された適正時間露光撮像画像信号を取得しており、通常撮影モードで撮像されているものとする。   As a premise, it is assumed that the imaging unit 101 of FIG. 1 has acquired an appropriate time exposure captured image signal imaged with an appropriate exposure time and has been captured in the normal shooting mode.

ステップ(以下、ステップをSで表現する)801では、図1の撮影モード切り替え部103において、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替えを検出する。撮影モードが切り替えられたことが検出された場合、S802の処理に移る。   In step 801 (hereinafter, step is expressed as S), the shooting mode switching unit 103 in FIG. 1 detects switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode. If it is detected that the shooting mode has been switched, the process proceeds to S802.

S802では、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられた後の露出値の変動量を、図1の露出変動検出部110で検出する。このとき、露出値差が1EV以上あるかどうかを判定し、1EV以上(所定値以上)あった場合はS803の処理に移る。1EV以上なかった(所定値より小さい)場合には、制御を行わずフローチャートを終了する。   In S802, the exposure fluctuation detection unit 110 in FIG. 1 detects the fluctuation amount of the exposure value after switching from the normal photography mode to the gradation expression range extended photography mode. At this time, it is determined whether or not the exposure value difference is 1 EV or more. If it is 1 EV or more (predetermined value or more), the process proceeds to S803. If it is not 1 EV or more (smaller than a predetermined value), the control is not performed and the flowchart is terminated.

S803では、図1の合成レンジ制御部105において、図5(a)で示される短時間露光撮像画像信号と長時間露光撮像画像信号の信号レベル合わせのゲインが算出され、S804の処理に移る。   In S803, the composite range control unit 105 in FIG. 1 calculates a gain for adjusting the signal level of the short-exposure captured image signal and the long-exposure captured image signal shown in FIG. 5A, and the process proceeds to S804.

S804では、図5(b)で示される階調表現幅を図1の合成レンジ制御部105で算出する。図1の合成レンジ制御部105では、階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームで決定された階調表現幅に応じて階調表現幅を決定し、S805の処理に移る。例えば前フレームで図5(b)の(b1)の階調表現幅が選択されていない場合は、図5(b)の(b1)の階調表現幅が選択される。すなわち、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられた直後で、階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが生成されてない場合は、図5(b)の(b1)の階調表現幅(最小の階調表現幅)が選択される。階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが図5(b)の(b1)の階調表現幅が選択されていた場合には、図5(b)の(b2)の階調表現幅が選択される。階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが図5(b)の(b2)の階調表現幅が選択されていた場合には、図5(b)の(b3)の階調表現幅(最大の階調表現幅)が選択される。この処理を繰り返して、階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームで選択された階調表現幅に応じて図5(b)の(b1)〜(b3)へ選択される合成比率が変更される。本実施例においては、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられた場合は、時間の経過とともに図5(b)の階調表現幅を(b1)、(b2)、(b3)の順で徐々に(段階的に)大きく変化させている。ここでは、階調表現幅を前フレームで決定された階調表現幅に応じて(すなわち、1フレームごとに)変更する例を説明した。しかし、時系列的に階調表現幅が急激に変化して見えるような場合は、数フレーム待ったのち階調表現幅を変更するようにしてもよい。例えば、不図示のカウンタにより、フレーム数を例えば10フレームカウントしたところで次の階調表現幅に変更するようにしてもよい。こうすることで、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、階調表現幅を徐々に変化させることにより、より画質変化の不自然さを低減させることができ、撮影者が違和感を持つことをなくすことができる。また、階調表現幅(b1)、(b2)、(b3)は、露出値の変動量に応じてその大きさが変更される。例えば、露出値の変動量が異なる2つの場合を例として説明すると、露出値の変動量が大きい場合では露出値の変動量が小さい場合よりも合成レンジ制御部105が行う制御量は大きくなる。すなわち、合成レンジ制御部105は、露出値の変動量が大きい場合、露出値の変動量が小さい場合よりも階調表現幅の制御量(例えば(b3)−(b1)の幅)を大きくするように制御する。また、露出値の変動量が小さい場合、露出値の変動量が大きい場合よりも階調表現幅の制御量(例えば(b3)−(b1)の幅)を小さくするように制御する。   In S804, the gradation expression width shown in FIG. 5B is calculated by the synthesis range control unit 105 in FIG. The composite range control unit 105 in FIG. 1 determines the gradation expression width according to the gradation expression width determined in the previous frame of the gradation expression range extended shooting mode, and the process proceeds to S805. For example, when the gradation expression width of (b1) in FIG. 5B is not selected in the previous frame, the gradation expression width of (b1) in FIG. 5B is selected. That is, immediately after switching from the normal shooting mode to the gradation expression range extended shooting mode, if the previous frame of the gradation expression range extended shooting mode has not been generated, the gradation of (b1) in FIG. An expression width (minimum gradation expression width) is selected. When the gradation expression width of (b1) in FIG. 5B is selected for the previous frame in the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression width of (b2) in FIG. 5B is selected. Is done. When the gradation expression width of (b2) in FIG. 5B is selected as the previous frame in the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression width (maximum) of (b3) in FIG. ) Is selected. By repeating this process, the composition ratio selected from (b1) to (b3) in FIG. 5B is changed according to the gradation expression width selected in the previous frame of the gradation expression range extended shooting mode. . In this embodiment, when the normal shooting mode is switched to the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression width of FIG. 5B is set to (b1), (b2), (b3) with the passage of time. In this order, it is gradually changed (in steps). Here, the example in which the gradation expression width is changed according to the gradation expression width determined in the previous frame (that is, for each frame) has been described. However, when the gradation expression width seems to change rapidly in time series, the gradation expression width may be changed after waiting for several frames. For example, the number of frames may be changed to the next gradation expression width when, for example, 10 frames are counted by a counter (not shown). In this way, when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression width is gradually changed to further reduce the unnaturalness of the image quality change. You can eliminate the sense of incongruity. The magnitudes of the gradation expression widths (b1), (b2), and (b3) are changed according to the amount of change in the exposure value. For example, in the case of two cases where the variation amount of the exposure value is different, the control amount performed by the synthesis range control unit 105 is larger when the variation amount of the exposure value is large than when the variation amount of the exposure value is small. In other words, the composite range control unit 105 increases the control amount of the gradation expression width (for example, the width of (b3)-(b1)) when the exposure value fluctuation amount is large than when the exposure value fluctuation amount is small. To control. Further, when the variation amount of the exposure value is small, the control amount of the gradation expression width (for example, the width of (b3)-(b1)) is controlled to be smaller than when the variation amount of the exposure value is large.

S805では、図6で示される合成比率を図1の合成比率制御部106で決定する。図1の合成比率制御部106では、階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームで決定された合成比率に応じて、合成比率を決定しS806の処理に移る。例えば前フレームで図6の(c3)の合成比率が選択されていない場合は、図6の(c3)の合成比率が選択される。すなわち、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられた直後で、階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが生成されてない場合は、図6の(c3)の合成比率(最小の合成比率)が選択される。階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが図6の(c3)の合成比率が選択されていた場合には、図6の(c2)の合成比率が選択される。階調表現レンジ拡張撮影モードの前フレームが図6の(c2)の合成比率が選択されていた場合には、図6の(c1)の合成比率(最大の合成比率)が選択される。これの処理を繰り返して、階調表現レンジ拡張モードの前フレームで選択された合成比率に応じて(c3)〜(c1)へ選択される合成比率が変更される。本実施例においては、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられた場合は、時間の経過とともに図6の合成比率を(c3)、(c2)、(c1)の順で徐々に(段階的に)大きく変化させている。ここでは、合成比率を前フレームで決定された合成比率に応じて(すなわち、1フレームごとに)変更する例を説明した。しかし、時系列的に階調表現幅が急激に変化して見えるような場合は、数フレーム待ったのち合成比率を変更するようにしてもよい。例えば、不図示のカウンタにより、フレーム数を例えば10フレームカウントしたところで次の合成比率に変更するようにしてもよい。こうすることで、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、合成比率を徐々に変化させることにより、より画質変化の不自然さを低減させることができ、撮影者が違和感を持つことをなくすことができる。また、合成比率(c1)、(c2)、(c3)は、露出値の変動量に応じてその比率が変更される。例えば、露出値の変動量が異なる2つの場合を例として説明すると、露出値の変動量が大きい場合では露出値の変動量が小さい場合よりも合成比率制御部106が行う制御量は大きくなる。すなわち、合成比率制御部106は、露出値の変動量が大きい場合、露出値の変動量が小さい場合よりも合成比率の制御量を大きく(例えば(c3)の値を小さく)するように制御する。また、露出値の変動量が小さい場合、露出値の変動量が大きい場合よりも合成比率の制御量を小さく(例えば(c3)の値を大きく)するように制御する。   In S805, the composition ratio shown in FIG. 6 is determined by the composition ratio control unit 106 in FIG. In the composition ratio control unit 106 in FIG. 1, the composition ratio is determined according to the composition ratio determined in the previous frame in the gradation expression range extended shooting mode, and the process proceeds to S806. For example, when the combination ratio of (c3) in FIG. 6 is not selected in the previous frame, the combination ratio of (c3) in FIG. 6 is selected. That is, immediately after switching from the normal shooting mode to the gradation expression range extended shooting mode, if the previous frame of the gradation expression range extended shooting mode has not been generated, the combination ratio (minimum) of (c3) in FIG. Composition ratio) is selected. When the composite ratio of (c3) in FIG. 6 is selected for the previous frame in the gradation expression range extended shooting mode, the composite ratio of (c2) in FIG. 6 is selected. When the composition ratio of (c2) in FIG. 6 has been selected for the previous frame in the gradation expression range expanded shooting mode, the composition ratio (maximum composition ratio) of (c1) in FIG. 6 is selected. By repeating this processing, the composition ratio selected from (c3) to (c1) is changed according to the composition ratio selected in the previous frame in the gradation expression range expansion mode. In this embodiment, when the normal shooting mode is switched to the gradation expression range expansion shooting mode, the composition ratios in FIG. 6 are gradually increased in the order of (c3), (c2), and (c1) with the passage of time. It is changing greatly (in steps). Here, an example in which the composition ratio is changed according to the composition ratio determined in the previous frame (that is, for each frame) has been described. However, if the gradation expression width appears to change rapidly in time series, the composition ratio may be changed after waiting for several frames. For example, the number of frames may be changed to the next composition ratio when, for example, 10 frames are counted by a counter (not shown). In this way, when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range expansion shooting mode, the unnaturalness of the image quality change can be further reduced by gradually changing the composition ratio, and the photographer feels uncomfortable. You can eliminate it. Further, the ratios of the synthesis ratios (c1), (c2), and (c3) are changed according to the amount of change in the exposure value. For example, in the case of two cases where the variation amount of the exposure value is different, the control amount performed by the composition ratio control unit 106 is larger when the variation amount of the exposure value is large than when the variation amount of the exposure value is small. In other words, the composition ratio control unit 106 performs control so that the control amount of the composition ratio is increased (for example, the value of (c3) is decreased) when the variation amount of the exposure value is large than when the variation amount of the exposure value is small. . Further, when the exposure value fluctuation amount is small, the control of the composition ratio is controlled to be smaller (for example, the value of (c3) is larger) than when the exposure value fluctuation amount is large.

S806では、S803〜S805で算出された階調表現幅と合成比率に応じて、短時間露光撮像画像信号と長時間露光撮像画像信号を図1の信号合成部104で合成し、合成画像信号を生成し、S807の処理に移る。   In S806, the short-time exposure captured image signal and the long-time exposure captured image signal are combined by the signal combining unit 104 in FIG. 1 according to the gradation expression width and the combination ratio calculated in S803 to S805, and the combined image signal is obtained. Then, the process proceeds to S807.

S807では、次の合成画像信号を生成するために、図1の撮像部101において低時間露光撮像画像信号と長時間露光撮像画像信号を撮像しS802の処理に移る。   In S807, in order to generate the next composite image signal, the imaging unit 101 in FIG. 1 captures the low-time exposure captured image signal and the long-time exposure captured image signal, and the process proceeds to S802.

S802〜S806のステップを繰り返し行い、S802のステップで露出差が1EV以下になった場合にフローチャートを終了する。   Steps S802 to S806 are repeated, and the flowchart ends when the exposure difference becomes 1 EV or less in step S802.

ここでは、S802で露出値差が所定の値、すなわち1EV以上あるかどうかで、フローチャートの処理を終了するとしたが、S802での処理終了条件として露出値差の所定の値を変更してもよい。   Here, the processing of the flowchart is ended depending on whether or not the exposure value difference is a predetermined value, that is, 1 EV or more in S802. However, the predetermined value of the exposure value difference may be changed as the processing end condition in S802. .

また、図8を用いて説明したフロー処理は、通常撮影モードからダイナミックレンジ拡大モードに移行したときに実行される処理について説明した。しかし、逆にダイナミックレンジ拡大モードから通常撮影モードに移行した場合に関しても階調表現幅が急激に変更しないように制御することも可能である。このとき、図8において変更される処理について説明する。   Further, the flow processing described with reference to FIG. 8 has been described as processing executed when the normal shooting mode is shifted to the dynamic range expansion mode. However, it is also possible to control so that the gradation expression width does not change abruptly even when the dynamic range expansion mode is shifted to the normal shooting mode. At this time, the process changed in FIG. 8 will be described.

S804では、図1の合成レンジ制御部105の階調表現幅の決定に対して、図5(b)の階調表現の幅が短くなるように選択を行うため、図5(b)の階調表現幅に対して、(b3)、(b2)、(b1)の順に決定されるように階調表現幅を決定する。   In S804, in order to select the gradation expression width of FIG. 5B to be shorter than the gradation expression width of the synthesis range control unit 105 of FIG. The gradation expression width is determined so that the gradation expression width is determined in the order of (b3), (b2), and (b1).

S805では、図1の合成比率制御部106の合成比率の決定に対して、SNが低くなるように選択を行うため、図6の合成比率に対して、(c1)、(c2)、(c3)の順に決定されるように合成比率を決定する。   In S805, since the selection is performed so that the SN is low with respect to the determination of the composite ratio of the composite ratio control unit 106 in FIG. 1, (c1), (c2), (c3) with respect to the composite ratio in FIG. ) To determine the composition ratio.

本実施例では、説明の簡略化のため3段階での切り替えで説明したが、3つ以上の多段階で切り替えることにより、より滑らかに階調表現を切り替えることが可能となる。   In this embodiment, the description has been given with the switching in three stages for the sake of simplification. However, the gradation expression can be switched more smoothly by switching in three or more stages.

実施例1では、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替え時において、階調表現幅の拡張又は縮小によって画質変化に違和感なく記録できる撮像装置について説明を行った。   In the first embodiment, an imaging apparatus has been described that can record an image quality change comfortably by expanding or reducing the gradation expression width when switching between the normal imaging mode and the gradation expression range extended imaging mode.

しかしながら、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張モードの切り替え時において、階調表現幅の拡張又は縮小による画質変化が大きく現れるほうが望ましい場合もある。   However, when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range expansion mode, it may be desirable that a change in image quality due to the expansion or reduction of the gradation expression width appears.

例えば、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードで撮影できる階調表現幅の違いを比較したい場合、つまり画像を記録せず図1の画像表示部108で確認するときにおける場合が考えられる(すなわちライブビュー表示確認)。   For example, there is a case where it is desired to compare the difference in gradation expression width that can be captured in the normal imaging mode and the gradation expression range extended imaging mode, that is, when the image display unit 108 in FIG. That is, check the live view display).

この場合には、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時では、時系列的な階調表現幅の変化は大きい方が好まれる。   In this case, when the normal shooting mode and the gradation expression range expansion shooting mode are switched, it is preferable that the time-series change in the gradation expression width is large.

また、通常撮影モードで動画を撮影している場合に、階調レンジ拡張撮影モードで静止画撮影を行う場合(動画記録時静止画記録撮影)も、撮影モードの切り替わり直後に、階調レンジ拡張撮影モードの撮りうる最大の階調表現幅で記録できることが好まれる。   Also, when shooting a movie in the normal shooting mode and shooting a still image in the gradation range extended shooting mode (still image recording shooting when recording a movie), the gradation range is expanded immediately after the shooting mode is switched. It is preferable that recording can be performed with the maximum gradation expression width that can be taken in the shooting mode.

そこで実施例2では、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの変更時に、撮影方法と露出変動量に応じて、時系列的な階調表現幅の拡大変化を実施例1より大きくするように変更する。換言すれば、本実施例では、実施例1よりも、異なる露出値で撮影された複数の撮像画像信号を合成して合成画像信号を生成する画像合成手段の階調制御の時定数を小さくする。   Therefore, in the second embodiment, when changing between the normal shooting mode and the gradation expression range expansion shooting mode, the time-series expansion change in the gradation expression width is made larger than that in the first embodiment in accordance with the shooting method and the exposure fluctuation amount. Change to In other words, in this embodiment, the time constant of the gradation control of the image combining means for generating a combined image signal by combining a plurality of captured image signals photographed with different exposure values is smaller than in the first embodiment. .

図9は、本発明における実施例2の撮像装置の構成例を示すブロック図である。以下、実施例2の構成例について図9を参照して説明する。尚、実施例1の構成例図1と同じ符号のものについては本発明実施例1と同様の操作、処理を行い説明は省略する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a configuration example of the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the same operation and processing as in the first embodiment of the present invention, and the description thereof is omitted.

901は、本撮像装置を用いた撮影方法を切り替える処理を行う撮影方法切り替え部である。   Reference numeral 901 denotes an imaging method switching unit that performs processing for switching an imaging method using the imaging apparatus.

ここでいう撮影方法の1つとしては、例えば、映像信号処理部102で処理された出力映像信号を出力画像表示部108によって、リアルタイムで表示するライブビュー表示撮影方法がある。また、動画記録撮影方法時に静止画として出力映像信号記録部107に記録する動画記録時静止画記録撮影方法もある。このように本撮像装置を用いた撮影方法には様々な撮影方法がある。   As one of the photographing methods here, for example, there is a live view display photographing method in which the output image signal processed by the image signal processing unit 102 is displayed in real time by the output image display unit 108. There is also a moving image recording still image recording and shooting method in which a still image is recorded in the output video signal recording unit 107 during the moving image recording and shooting method. As described above, there are various imaging methods using the imaging apparatus.

902は、露出制御部109から出力された露出値と露出変動検出部110から出力された露出変動値と、撮影方法切り替え部901から出力される現在の撮影方法情報に基づいて、信号レベル合わせと階調拡大幅を決定する合成レンジ制御部である。   Reference numeral 902 denotes a signal level adjustment based on the exposure value output from the exposure control unit 109, the exposure fluctuation value output from the exposure fluctuation detection unit 110, and the current shooting method information output from the shooting method switching unit 901. It is a synthesis range control unit that determines the gradation expansion width.

以下に、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わりにおいての階調拡大幅を決定する方法について説明する。   Hereinafter, a method for determining the gradation expansion width in switching from the normal photographing mode to the gradation expression range extended photographing mode will be described.

合成レンジ制御部902で決定される階調表現幅の制御は、図5(b)で示される図5(b)の(b1)、(b2)、(b3)である。但し、実施例1とは、図5(b)の(b1)および(b2)の階調表現幅の最大値がそれぞれ異なっている。つまり、本実施例(例えばライブビュー表示撮影方法)においては、図5(b)の(b1)および(b2)の階調表現幅の最大値は、実施例1(例えば動画記録撮影方法)における(b1)および(b2)の階調表現幅の最大値よりも大きく設定される。   The control of the gradation expression width determined by the synthesis range control unit 902 is (b1), (b2), and (b3) in FIG. 5B shown in FIG. 5B. However, the maximum values of the gradation expression widths of (b1) and (b2) in FIG. That is, in this embodiment (for example, live view display shooting method), the maximum value of the gradation expression widths in (b1) and (b2) of FIG. 5B is the same as that in Embodiment 1 (for example, moving image recording shooting method). It is set larger than the maximum value of the gradation expression width of (b1) and (b2).

ただし、露出変動検出部110から出力された露出変動値の大きさによって図5(b)の各(b1)、(b2)、(b3)それぞれの階調表現幅の最大値は制限される。   However, the maximum value of the gradation expression width of each of (b1), (b2), and (b3) in FIG. 5B is limited by the magnitude of the exposure fluctuation value output from the exposure fluctuation detection unit 110.

例えば、本実施例の(b1)の階調表現幅の最大値は、実施例1の(b2)を超えないように制限され、また、本実施例の(b2)の階調表現幅の最大値は、実施例1の(b3)を超えないように制限される。   For example, the maximum value of the gradation expression width of (b1) of the present embodiment is limited so as not to exceed (b2) of Embodiment 1, and the maximum value of the gradation expression width of (b2) of the present embodiment. The value is limited so as not to exceed (b3) of Example 1.

また、通常撮影モードから階調レンジ拡張撮影モードの切り替え時には、階調表現幅は広がるので、階調表現幅の最大値の制限値を、露出変動値が大きい程、大きくするように制限してもよい。具体的には、実施例1の図5(b)の(b1)、(b2)、(b3)の選択方法を変更することで実現する。   Also, when switching from normal shooting mode to gradation range extended shooting mode, the gradation expression width increases, so the limit value of the maximum gradation expression width is limited to be larger as the exposure fluctuation value is larger. Also good. Specifically, this is realized by changing the selection method of (b1), (b2), and (b3) in FIG.

例1として、ライブビュー表示確認方法の場合には、実施例1における図5(b)の(b1)を選択せずに、(b2)と(b3)の2段階の階調表現幅の変更を行うようにする。このように変更することで、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時の時系列的な階調拡大幅の変化が大きくなるように制御する。   As an example 1, in the case of the live view display confirmation method, the gradation expression width is changed in two steps (b2) and (b3) without selecting (b1) in FIG. To do. By changing in this way, control is performed so that the change in the gradation expansion width in time series at the time of switching between the normal imaging mode and the gradation expression range expansion imaging mode becomes large.

但し、2段階に限ったわけではなく、1段階の階調表現幅の変更を行うように制御しても良い。   However, it is not limited to two steps, and control may be performed so as to change the gradation expression width in one step.

例2として、動画記録時静止画記録撮影方法の場合には、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時の時系列的な階調表現幅の変化を行わないように制御する。つまり、実施例1における図5(b)の(b1)、(b2)の階調表現幅の制御を行わず、階調表現幅は(b3)を選択するように制御する。つまり、階調表現レンジ拡張撮影モードで表現できる最大の階調表現幅で記録できるように制御する。   As an example 2, in the case of the still image recording shooting method during moving image recording, control is performed so as not to change the time-series gradation expression width when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode. That is, the gradation expression width of (b1) and (b2) in FIG. 5B in the first embodiment is not controlled, and the gradation expression width is controlled to select (b3). That is, control is performed so that recording can be performed with the maximum gradation expression width that can be expressed in the gradation expression range expansion shooting mode.

次に、903は、露出変動検出部110からの出力された露出変動値と、撮影方法切り替え部901から出力される現在の撮影方法情報に基づいて、撮像画像信号の合成比率を算出する合成比率制御部である。   Next, reference numeral 903 denotes a composite ratio for calculating a composite ratio of captured image signals based on the exposure fluctuation value output from the exposure fluctuation detection unit 110 and the current shooting method information output from the shooting method switching unit 901. It is a control unit.

以下に、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わりにおいての階調拡大幅を決定する方法について説明する。   Hereinafter, a method for determining the gradation expansion width in switching from the normal photographing mode to the gradation expression range extended photographing mode will be described.

合成比率制御部903で決定される撮像画像信号の合成比率は、図6の(c1)、(c2)、(c3)である。但し、実施例1とは、図6の(c3)および(c2)の合成比率の最大値がそれぞれ異なっている。つまり、本実施例(例えばライブビュー表示撮影方法)においては、図6の(c3)および(c2)の合成比率の最大値は、実施例1(例えば動画記録撮影方法)における(c3)および(c2)の合成比率の最大値よりも大きく設定される。   The composite ratios of the captured image signals determined by the composite ratio control unit 903 are (c1), (c2), and (c3) in FIG. However, the maximum values of the synthesis ratios of (c3) and (c2) in FIG. That is, in this embodiment (for example, a live view display shooting method), the maximum value of the combination ratio of (c3) and (c2) in FIG. 6 is (c3) and ( It is set to be larger than the maximum value of the composition ratio of c2).

ただし、露出変動検出部110から出力された露出変動値の大きさによって図6の各(c1)、(c2)、(c3)それぞれで合成比率の最大値は制限される。   However, the maximum value of the combination ratio is limited in each of (c1), (c2), and (c3) in FIG. 6 depending on the magnitude of the exposure fluctuation value output from the exposure fluctuation detection unit 110.

例えば、本実施例の(c3)の合成比率の最大値は、実施例1の(c2)を超えないように制限され、また、本実施例の(c2)の合成比率の最大値は、実施例1の(c1)を超えないように制限する。   For example, the maximum value of the synthesis ratio of (c3) in this example is limited so as not to exceed (c2) of Example 1, and the maximum value of the synthesis ratio of (c2) in this example is Limiting not to exceed (c1) of Example 1.

また、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードへの切り替わりでは、撮像画像信号の階調表現幅は広がる方向に変化するので、合成比率の最大値の制限値を、露出変動値が多くするようにしてもよい。具体的には、実施例1の図6の(c1)、(c2)、(c3)の選択方法を変更することで実現する。   Also, when switching from the normal shooting mode to the gradation expression range expansion shooting mode, the gradation expression width of the captured image signal changes in the widening direction, so the exposure fluctuation value increases the limit value of the maximum value of the composite ratio. You may do it. Specifically, this is realized by changing the selection method of (c1), (c2), and (c3) in FIG.

例1として、ライブビュー表示確認方法の場合には、実施例1における図6の(c3)を選択せずに、(c2)と(c1)の2段階の合成比率の変更を行うようにする。このように変更することで、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時の時系列的な階調拡大幅の変化が大きくなるように制御する。   As an example 1, in the case of the live view display confirmation method, the combination ratio of two steps (c2) and (c1) is changed without selecting (c3) in FIG. . By changing in this way, control is performed so that the change in the gradation expansion width in time series at the time of switching between the normal imaging mode and the gradation expression range expansion imaging mode becomes large.

但し、2段階に限ったわけではなく、1段階の合成比率の変更を行うように制御しても良い。   However, it is not limited to two stages, and control may be performed so as to change the synthesis ratio in one stage.

例2として、動画記録時静止画記録撮影方法の場合には、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時の時系列的な合成比率の変化を行わないように制御する。具体的には、実施例1における図6の(c2)、(c3)による合成比率の制御を行わず、合成比率は(c1)を選択するように制御する。つまり、階調表現レンジ拡張撮影モードで表現できる最大の合成比率で記録できるように制御する。   As an example 2, in the case of the still image recording and shooting method during moving image recording, control is performed so as not to change the time-series composition ratio when switching between the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode. Specifically, the composition ratio is controlled so as to select (c1) without performing the composition ratio control according to (c2) and (c3) in FIG. In other words, control is performed so that recording can be performed at the maximum composition ratio that can be expressed in the gradation expression range expansion shooting mode.

以上で、撮影方法情報と、露出変動値に応じた階調表現幅の制御と合成比率の制御について説明した。   As described above, the control of the gradation expression width and the composition ratio according to the shooting method information and the exposure variation value have been described.

以下は実施例2の撮像装置に関して、通常撮影モードと階調表現レンジ拡張撮影モードの切り替わり時において、撮影方法と露出変動値に応じて時系列的な階調表現幅の拡大変化を変更する処理について説明する。   In the following, with respect to the image pickup apparatus according to the second embodiment, when the normal shooting mode and the gradation expression range extended shooting mode are switched, the time-series gradation expression width expansion change is changed according to the shooting method and the exposure fluctuation value. Will be described.

全体の処理を図10のフローチャートを用いて説明する。前処理として、図9の撮像部101は、適正時間露光撮像画像信号を取得しており、通常撮影モードで撮像されているとする。尚、本発明実施例1の構成例と同じ符号のものについては実施例1と同様の操作、処理を行い説明は省略する。   The entire process will be described with reference to the flowchart of FIG. As preprocessing, the imaging unit 101 in FIG. 9 acquires an appropriate time exposure captured image signal, and is captured in the normal shooting mode. In addition, about the thing of the same code | symbol as the structural example of this invention Example 1, operation and a process similar to Example 1 are performed, and description is abbreviate | omitted.

まず、S801とS802では、図8のS801とS802と同じ処理を行い、S1001の処理に移る。   First, in S801 and S802, the same processing as S801 and S802 in FIG. 8 is performed, and the processing proceeds to S1001.

次に、S1001では、図9の撮影方法切り替え部901は、通常撮影モードから階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替わった時、現在の撮影方法を検出し、S803の処理に移る。   Next, in S1001, the shooting method switching unit 901 in FIG. 9 detects the current shooting method when the normal shooting mode is switched to the gradation expression range extended shooting mode, and the process proceeds to S803.

S803では、図8のS803と同じ処理を行い、S1002の処理に移る。   In S803, the same process as S803 in FIG. 8 is performed, and the process proceeds to S1002.

S1002では、図9の合成レンジ制御部902で、上述した露出変動値と現在の撮影方法に応じて階調表現幅の拡張を決定し、図9の信号合成部104のS1003の処理に移る。   In S1002, the synthesis range control unit 902 in FIG. 9 determines the expansion of the gradation expression width according to the above-described exposure variation value and the current shooting method, and the process proceeds to S1003 in the signal synthesis unit 104 in FIG.

S1003では、図9の合成比率制御部903で、上述した露出変動値と撮影方法に応じて合成比率を算出し、図9の信号合成部104に渡してS806の処理に移る。   In S1003, the composition ratio control unit 903 in FIG. 9 calculates a composition ratio in accordance with the exposure variation value and the photographing method described above, passes them to the signal composition unit 104 in FIG. 9, and proceeds to processing in S806.

以下S806以降の処理は、図8のS806以降の処理と同様の処理を行う。
(他の実施形態)
本発明の目的は以下のようにしても達成できる。すなわち、前述した各実施形態の機能を実現するための手順が記述されたソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムまたは装置に供給する。そしてそのシステムまたは装置のコンピュータ(またはCPU、MPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するのである。
Hereinafter, the processing after S806 is the same as the processing after S806 in FIG.
(Other embodiments)
The object of the present invention can also be achieved as follows. That is, a storage medium in which a program code of software in which a procedure for realizing the functions of the above-described embodiments is described is recorded is supplied to the system or apparatus. The computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads out and executes the program code stored in the storage medium.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体およびプログラムは本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium and program storing the program code constitute the present invention.

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどが挙げられる。また、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等も用いることができる。   Examples of the storage medium for supplying the program code include a flexible disk, a hard disk, an optical disk, and a magneto-optical disk. Further, a CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, or the like can also be used.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行可能とすることにより、前述した各実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施形態の機能が実現される場合も含まれる。   Further, by making the program code read by the computer executable, the functions of the above-described embodiments are realized. Furthermore, when the OS (operating system) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. Is also included.

更に、以下の場合も含まれる。まず記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行う。   Furthermore, the following cases are also included. First, the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU or the like provided in the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing.

本発明は、動画撮影中にHDR画像を生成可能なデジタルカメラあるいはビデオカメラなどの撮像装置に好適に利用できる。また、本発明はデジタルカメラのような撮影を主目的とした機器にかぎらず、携帯電話、パーソナルコンピュータ(ラップトップ型、デスクトップ型、タブレット型など)、ゲーム機など、撮像装置を内蔵もしくは外部接続する任意の機器に適用可能である。従って、本明細書における「撮像装置」は、撮像機能を備えた任意の電子機器を包含する。   The present invention can be suitably used for an imaging apparatus such as a digital camera or a video camera that can generate an HDR image during moving image shooting. In addition, the present invention is not limited to devices such as digital cameras, but includes built-in or external connection of imaging devices such as mobile phones, personal computers (laptop type, desktop type, tablet type, etc.), game machines, etc. It can be applied to any device. Therefore, the “imaging device” in this specification includes any electronic device having an imaging function.

101 撮像部
103 撮影モード切り替え部
104 信号合成部
105 合成レンジ制御部
106 合成比率制御部
109 露出制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Image pick-up part 103 Shooting mode switching part 104 Signal composition part 105 Composition range control part 106 Composition ratio control part 109 Exposure control part

Claims (13)

撮影光学系を介した被写体光を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の露出値を制御する露出制御手段と、
前記露出制御手段によって決定される異なる複数の露出値で、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号を合成して階調表現レンジの拡張された合成画像信号を生成する画像合成手段と、
通常の動画撮影を行う通常撮影モードと、前記合成画像信号を生成する階調表現レンジ拡張撮影モードとを切り替える撮影モード切り替え手段と、を有し、
前記画像合成手段は、前記撮影モード切り替え手段によって撮影モードが切り替えられるときに、前記合成画像信号を生成するために前記露出制御手段により決定される露出値に応じて、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に変更することを特徴とする撮像装置。
Imaging means for photoelectrically converting subject light via a photographing optical system to generate an image signal;
Exposure control means for controlling the exposure value of the imaging means;
Image synthesizing means for synthesizing a plurality of image signals picked up by the image pickup means with different exposure values determined by the exposure control means to generate a combined image signal having an extended gradation expression range;
A shooting mode switching means for switching between a normal shooting mode for performing normal moving image shooting and a gradation expression range extended shooting mode for generating the composite image signal;
The image synthesizing unit has a gradation of the composite image signal according to an exposure value determined by the exposure control unit to generate the composite image signal when the photographing mode is switched by the photographing mode switching unit. An imaging apparatus characterized by changing an expression width stepwise.
前記画像合成手段は、前記通常撮影モードから前記階調表現レンジ拡張撮影モードに切り替えられたときに、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に大きくするように変更し、前記階調表現レンジ拡張撮影モードから前記通常撮影モードに切り替えられたときに、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に小さくするように変更することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The image synthesizing unit changes the gradation representation width of the composite image signal so as to increase stepwise when the normal photographing mode is switched to the gradation expression range expanded photographing mode. The imaging apparatus according to claim 1, wherein when the range expansion shooting mode is switched to the normal shooting mode, the gradation expression width of the composite image signal is changed stepwise. 前記画像合成手段は、前記合成画像信号の生成に用いる前記画像信号の画像内の被写体の明るさが所定値より小さい第1領域においては、前記複数の画像信号の合成比率を変更し、前記被写体の明るさが所定値より大きい第2領域においては、前記複数の画像信号のうち最小の露光量の画像信号の階調表現幅を変更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。   The image synthesizing unit changes a synthesis ratio of the plurality of image signals in a first region where the brightness of the subject in the image of the image signal used for generating the synthesized image signal is smaller than a predetermined value, 3. The imaging according to claim 1, wherein in a second region where the brightness of the image is larger than a predetermined value, a gradation expression width of an image signal having a minimum exposure amount among the plurality of image signals is changed. apparatus. 前記撮影モード切り替え時に前記露出制御手段の露出値の変動を検出する露出変動検出手段をさらに有し、
前記画像合成手段は、前記露出変動検出手段が検出する前記露出値の変動量に応じて、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に変更することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像装置。
Exposure fluctuation detecting means for detecting fluctuations in the exposure value of the exposure control means when the shooting mode is switched;
The image synthesizing unit changes the gradation expression width of the synthesized image signal in a stepwise manner in accordance with the amount of variation of the exposure value detected by the exposure variation detecting unit. The imaging device according to any one of the above.
前記画像合成手段は、前記露出値の変動量が所定値以上のとき、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に変更することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the image synthesizing unit changes a gradation expression width of the synthesized image signal in a stepwise manner when a variation amount of the exposure value is a predetermined value or more. 前記画像合成手段は、前記露出値の変動量が所定値より小さいとき、前記合成画像信号の階調表現幅を変更しないことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the image synthesizing unit does not change a gradation expression width of the synthesized image signal when a variation amount of the exposure value is smaller than a predetermined value. 前記画像合成手段は、前記撮影モード切り替え時に、現在の撮影方法に応じて前記画像合成手段の階調制御の時定数を変更することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像装置。   The image synthesizing unit changes a time constant of gradation control of the image synthesizing unit according to a current photographing method when the photographing mode is switched. Imaging device. 前記現在の撮影方法がライブビュー表示撮影方法であるときに、前記現在の撮影方法が動画記録撮影方法である場合よりも、前記画像合成手段の階調制御の時定数を小さくすることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。   When the current photographing method is a live view display photographing method, the time constant of gradation control of the image composition means is made smaller than when the current photographing method is a moving image recording photographing method. The imaging device according to claim 7. 前記現在の撮影方法が動画記録撮影方法時における静止画記録撮影方法であるときに、前記画像合成手段の階調制御の時定数を最小にすることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。   8. The image pickup apparatus according to claim 7, wherein when the current photographing method is a still image recording photographing method at the time of the moving image recording photographing method, a time constant of gradation control of the image composition means is minimized. . 撮影光学系と、
請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とするカメラシステム。
Photographic optics,
A camera system comprising: the imaging device according to claim 1.
撮影光学系を介した被写体光を光電変換して画像信号を生成する撮像手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段の露出値を制御する露出制御ステップと、
前記露出制御ステップにて決定される異なる複数の露出値で、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号を合成して階調表現レンジの拡張された合成画像信号を生成する画像合成ステップと、
通常の動画撮影を行う通常撮影モードと、前記合成画像信号を生成する階調表現レンジ拡張撮影モードとを切り替える撮影モード切り替えステップと、を有し、
前記画像合成ステップでは、前記撮影モード切り替えステップによって撮影モードが切り替えられるときに、前記合成画像信号を生成するために前記露出制御ステップにより決定される露出値に応じて、前記合成画像信号の階調表現幅を段階的に変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus having imaging means for photoelectrically converting subject light via an imaging optical system to generate an image signal,
An exposure control step for controlling an exposure value of the imaging means;
An image synthesis step for synthesizing a plurality of image signals picked up by the image pickup means with a plurality of different exposure values determined in the exposure control step to generate a combined image signal having an extended gradation expression range;
A shooting mode switching step for switching between a normal shooting mode for performing normal moving image shooting and a gradation expression range extended shooting mode for generating the composite image signal;
In the image synthesis step, when the shooting mode is switched by the shooting mode switching step, the gradation of the composite image signal according to the exposure value determined by the exposure control step to generate the composite image signal A method for controlling an imaging apparatus, wherein the expression width is changed stepwise.
請求項11に記載の撮像装置の制御方法の手順が記述されたコンピュータで実行可能なプログラム。   A computer-executable program in which a procedure of a control method for an imaging apparatus according to claim 11 is described. コンピュータに、請求項11に記載の撮像装置の制御方法の各ステップを実行させるためのプログラムが記憶されたコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。   A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute each step of the control method of the imaging apparatus according to claim 11.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015190320A1 (en) * 2014-06-11 2015-12-17 ソニー株式会社 Image capture apparatus and image capture method
CN112702537A (en) * 2020-12-25 2021-04-23 上海科技大学 High dynamic range environment light dynamic collection system based on albedo difference

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10191178A (en) * 1996-10-29 1998-07-21 Seiko Epson Corp Signal processing method and signal processing unit
JP2002218326A (en) * 2001-01-19 2002-08-02 Olympus Optical Co Ltd Imaging device
JP2004350204A (en) * 2003-05-26 2004-12-09 Sony Corp Imaging apparatus and image pickup method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10191178A (en) * 1996-10-29 1998-07-21 Seiko Epson Corp Signal processing method and signal processing unit
JP2002218326A (en) * 2001-01-19 2002-08-02 Olympus Optical Co Ltd Imaging device
JP2004350204A (en) * 2003-05-26 2004-12-09 Sony Corp Imaging apparatus and image pickup method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015190320A1 (en) * 2014-06-11 2015-12-17 ソニー株式会社 Image capture apparatus and image capture method
US10075649B2 (en) 2014-06-11 2018-09-11 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image capturing apparatus and image capturing method for exposure compensation in high dynamic range synthesized images
CN112702537A (en) * 2020-12-25 2021-04-23 上海科技大学 High dynamic range environment light dynamic collection system based on albedo difference

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