JP2014060578A - Image pick-up device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pick-up device in which the difference of noise level is reduced, when an image is compounded by HDR technique.SOLUTION: Photography conditions for proper exposure are calculated (S3), and a shutter speed causing over exposure for that photography conditions is calculated (S5). When the ISO sensitivity becoming proper exposure is higher than the lowest ISO sensitivity (S7; Yes), the ISO sensitivity is set to the lowest ISO sensitivity (S11) depending on the difference between the ISO sensitivity for proper exposure and the lowest ISO sensitivity. Alternatively, photography conditions for under exposure are set by supplementing the shortage of the lowest ISO sensitivity with the shutter speed (S13, S15), and different exposure photography is performed under the photography conditions thus set (S19).

Description

本発明は、複数コマの画像データを合成し広ダイナミックレンジの画像得るために異なる露光量で連続して同一被写体を複数回撮像する撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that continuously captures the same subject multiple times with different exposure amounts in order to synthesize image data of a plurality of frames and obtain an image with a wide dynamic range.

近年、複数枚の画像を利用した「複数枚HDR(High Dynamic Range)技術」が注目を集めている。この複数枚HDRは、一般にシャッタスピードを変えることにより、異露光連写画像を撮影し、アンダ画像の明部とオーバ画像の暗部の信号レベルを各々保持して画像合成することにより、白飛びや黒潰れを改善したHDR画像を生成することができる。また、画像合成の際には、位置合わせ処理を施すことにより、被写体ブレや手ブレへの対処も行っている。(特許文献1参照)   In recent years, “multiple HDR (High Dynamic Range) technology” using a plurality of images has attracted attention. In general, this multiple-sheet HDR captures different exposure continuous shot images by changing the shutter speed, and holds the signal levels of the bright portion of the under image and the dark portion of the over image, respectively, thereby synthesizing the images. An HDR image with improved black crushing can be generated. In addition, when the images are combined, a positioning process is performed to deal with subject blurring and camera shake. (See Patent Document 1)

特開2003−259200号公報JP 2003-259200 A

前述したように、HDR画像を合成する際には、位置合わせ処理を行っており、このとき、画像と画像の類似性に基づいて処理を行うことから、両画像の明るさを合わせる必要がある。明るさを合わせても、画像にノイズが重畳していると、位置合わせの際の類似性の判断が難しくなってしまうという問題がある。この問題は、高感度で撮影した場合に現れやすい。   As described above, when synthesizing an HDR image, alignment processing is performed. At this time, since processing is performed based on the similarity between images, it is necessary to match the brightness of both images. . Even if the brightness is adjusted, if noise is superimposed on the image, there is a problem that it is difficult to determine the similarity at the time of alignment. This problem tends to appear when shooting with high sensitivity.

特許文献1に開示の撮像装置では、予め主要被写体部分(合焦位置)の輝度情報を取得しておき、その輝度情報を基に連写する際の撮影条件のうち1枚のみ高速シャッタ速となるように変更することで、主要被写体のブレを軽減している。しかし、この撮像装置では、ノイズレベルの差が小さくするようにしていないために、前述の問題は解決できない。   In the imaging apparatus disclosed in Patent Document 1, brightness information of a main subject portion (focus position) is acquired in advance, and only one of the shooting conditions for continuous shooting based on the brightness information is set to a high shutter speed. By changing so as to be, blurring of the main subject is reduced. However, in this imaging apparatus, since the difference in noise level is not reduced, the above-described problem cannot be solved.

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、画像をHDR技術によって合成する際に、ノイズレベルの差が小さくなるようにした撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus in which a difference in noise level is reduced when an image is synthesized by the HDR technology.

上記目的を達成するため第1の発明に係る撮像装置は、複数コマの画像データを合成することにより広ダイナミックレンジの画像を得るために、異なる露光量で連続して同一被写体に関する複数回の撮像を行う撮像装置において、上記複数回のそれぞれの撮像における露光量を決めるためのパラメータを設定する露光量設定部と、上記複数回の撮像により複数コマの画像データを生成する撮像部と、上記露光量設定部により設定された上記パラメータに基づいて、上記複数回の撮像における露光量を制御する露光量制御部と、上記複数コマの画像データを基に、単一画像より広いダイナミックレンジを有する合成画像データを生成する画像処理部と、を備え、上記露光量設定部は、複数回の撮像のうちの1枚を基準として、その基準よりも少ない露光量で撮影する場合はISO感度を下げる。   In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention provides a plurality of image pickup operations for the same subject in succession with different exposure amounts in order to obtain an image with a wide dynamic range by combining image data of a plurality of frames. An exposure amount setting unit that sets a parameter for determining an exposure amount in each of the plurality of times of imaging, an imaging unit that generates image data of a plurality of frames by the plurality of times of imaging, and the exposure Based on the parameters set by the amount setting unit, an exposure amount control unit that controls the exposure amount in the plurality of times of imaging, and a composition having a wider dynamic range than a single image based on the image data of the plurality of frames An image processing unit that generates image data, wherein the exposure amount setting unit is based on one of a plurality of times of imaging and is less than the reference. When shooting in the stomach exposure amount is lower the ISO sensitivity.

第2の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明において、複数の撮像のうち基準とする1枚を適正露光となる露光量と異なる露光量とする。   In the imaging apparatus according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, one of a plurality of images as a reference has a different exposure amount from the exposure amount for proper exposure.

第3の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明において、上記ISO感度を下げる際は、アナログ画像信号のゲイン調整により行う。   In the image pickup apparatus according to a third aspect of the present invention, when the ISO sensitivity is lowered in the first aspect of the invention, the gain of the analog image signal is adjusted.

第4の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明において、上記ISO感度を下げて露光量を制御する際に、上記ISO感度による露光量の調整量だけでは不足するとき、この不足する分をシャッタ速度の調整により補って露光量を調整する。   In the imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention, when the exposure amount is controlled by lowering the ISO sensitivity in the first aspect of the invention, if the adjustment amount of the exposure amount based on the ISO sensitivity is insufficient, Is adjusted by adjusting the shutter speed to adjust the exposure amount.

第5の発明に係る撮像装置は、上記第1の発明において、上記画像処理部は、上記複数コマの画像データによって表わされるそれぞれの画像の明るさを一致させるために、該複数コマの画像データのレベル調整を行った後に、該レベル調整が行われた該複数コマの画像データの位置合わせを行い、該レベル調整が行われた複数コマの画像データを基に、単一画像より広いダイナミックレンジを有する合成画像データを生成する。   In the imaging device according to a fifth aspect based on the first aspect, the image processing unit has the plurality of frames of image data to match the brightness of the images represented by the plurality of frames of image data. After the level adjustment is performed, the image data of the plurality of frames subjected to the level adjustment is aligned, and based on the image data of the plurality of frames subjected to the level adjustment, a wider dynamic range than the single image Is generated.

本発明によれば、画像をHDR技術によって合成する際に、ノイズレベルの差が小さくなるようにした撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus in which a difference in noise level is reduced when an image is synthesized by HDR technology.

本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。1 is a block diagram mainly showing an electrical configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、白飛びと黒潰れ、及び撮影画像のダイナミックレンジについて説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining overexposure, blackout, and a dynamic range of a captured image in the digital camera according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、複数枚HDRでのダイナミックレンジの拡大を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining expansion of a dynamic range with a plurality of HDRs in a digital camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、複数枚HDRでのダイナミックレンジの拡大を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining expansion of a dynamic range with a plurality of HDRs in a digital camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、複数枚HDRでのダイナミックレンジの拡大を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining expansion of a dynamic range with a plurality of HDRs in a digital camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、複数枚HDRでの位置合わせ処理を説明する図である。It is a figure explaining the alignment process in multiple sheets HDR in the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、複数枚HDRでの位置合わせ処理を説明する図である。It is a figure explaining the alignment process in multiple sheets HDR in the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの複数枚HDR処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the multiple sheet HDR process of the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、位置合わせの精度を説明する図である。It is a figure explaining the precision of position alignment in the digital camera concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、ダイナミックレンジの拡大効果を説明する図である。It is a figure explaining the expansion effect of a dynamic range in the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、ダイナミックレンジの拡大効果を説明する図である。It is a figure explaining the expansion effect of a dynamic range in the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラにおいて、ダイナミックレンジの拡大効果を説明する図である。It is a figure explaining the expansion effect of a dynamic range in the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの複数枚HDR処理の変形例の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the modification of the multiple sheet HDR process of the digital camera which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの複数枚HDR処理の変形例において、i枚目の撮影での撮影条件算出の動作を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating an operation of calculating shooting conditions in shooting an i-th image in a modification of the multiple-sheet HDR processing of the digital camera according to the embodiment of the present invention.

以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態に係るデジタルカメラであり、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データを画像処理した後に記録媒体に記録する。広ダイナミック(HDR)撮影を行う場合には、基準(適正)露光量、オーバ露光量、アンダ露光量等、異なる露光量で撮影を行う(異露光撮影ともいう)。   Hereinafter, a preferred embodiment will be described using a camera to which the present invention is applied according to the drawings. 1 is a digital camera according to a preferred embodiment of the present invention, which has an imaging unit, converts a subject image into image data by the imaging unit, records the converted image data on a recording medium after image processing. When performing wide dynamic (HDR) shooting, shooting is performed with different exposure amounts such as a reference (proper) exposure amount, an overexposure amount, an underexposure amount, and the like (also referred to as different exposure shooting).

異露光撮影にあたって、オーバ露光量での撮影は、シャッタ速度を高速側にシフトさせて行う(後述する図8のS5、図13のS43参照)。一方、アンダ露光量での撮影は、撮影時のISO感度に応じて、シャッタ速度を低速側にシフトさせての撮影(図8のS17、図14のS73参照)、ISO感度のみを低感度側にシフトさせての撮影(図8のS11、図14のS67参照)、またはISO感度とシャッタ速度の両方をシフトさせての撮影(図8のS13、S15、図14のS69、S71参照)のいずれかで行う。   In different exposure shooting, shooting with an overexposure amount is performed by shifting the shutter speed to the high speed side (see S5 in FIG. 8 and S43 in FIG. 13 described later). On the other hand, in photographing with an underexposure amount, photographing is performed by shifting the shutter speed to the low speed side according to the ISO sensitivity at the time of photographing (see S17 in FIG. 8 and S73 in FIG. 14), and only ISO sensitivity is on the low sensitivity side. (See S11 in FIG. 8 and S67 in FIG. 14), or shooting with both ISO sensitivity and shutter speed shifted (see S13 and S15 in FIG. 8, S69 and S71 in FIG. 14). Do either.

異露光撮影を行って複数枚の画像を得ると、複数枚の画像の明るさが略同一となるように明るさ調整処理を行い(図8のS21、図9、図11、図13のS55参照)、複数枚の画像の位置合わせを行い(図6、図7、図8のS23、図13のS57参照)、合成することにより、ダイナミックレンジを拡大した画像を得る(図12、図13参照)。   When a plurality of images are obtained by performing different exposure photography, brightness adjustment processing is performed so that the brightness of the plurality of images is substantially the same (S21 in FIG. 8, S55 in FIGS. 9, 11, and 13). (See FIG. 12, FIG. 7, FIG. 8, S23 in FIG. 8, and S57 in FIG. 13) and combining them to obtain an image with an expanded dynamic range (see FIG. 12, FIG. 13). reference).

図1は、本発明の一実施形態に係わるカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。このカメラは、カメラ本体100と、これに脱着可能な交換式レンズ200とから構成される。   FIG. 1 is a block diagram mainly showing an electrical configuration of a camera according to an embodiment of the present invention. This camera includes a camera body 100 and an interchangeable lens 200 that can be attached to and detached from the camera body 100.

交換式レンズ200は、撮影レンズ201、絞り203、ドライバ205、マイクロコンピュータ207、フラッシュメモリ209を有しており、後述するカメラ本体100との間にインターフェース(以後、I/Fと称す)999を有する。   The interchangeable lens 200 includes a photographing lens 201, an aperture 203, a driver 205, a microcomputer 207, and a flash memory 209. An interface (hereinafter referred to as I / F) 999 is provided between the interchangeable lens 200 and the camera body 100 described later. Have.

撮影レンズ201は、被写体像を形成するための光学レンズであって、単焦点レンズまたはズームレンズを有している。この撮影レンズ201の光軸の後方には、絞り203が配置されており、絞り203は口径が可変であり、撮影レンズ201の通過した被写体光束を制限する。   The photographing lens 201 is an optical lens for forming a subject image, and has a single focus lens or a zoom lens. A diaphragm 203 is disposed behind the optical axis of the photographing lens 201. The diaphragm 203 has a variable aperture, and restricts the subject light flux that has passed through the photographing lens 201.

また、撮影レンズ201はドライバ205によって光軸方向に移動可能であり、マイクロコンピュータ207からの制御信号に基づいて、撮影レンズ201のピント位置が制御され、ズームレンズの場合には、焦点距離も制御される。このドライバ205は、絞り204の口径の制御も行う。   The photographing lens 201 can be moved in the optical axis direction by a driver 205. The focus position of the photographing lens 201 is controlled based on a control signal from the microcomputer 207. In the case of a zoom lens, the focal length is also controlled. Is done. The driver 205 also controls the aperture of the diaphragm 204.

ドライバ205に接続されたマイクロコンピュータ207は、I/F999およびフラッシュメモリ209に接続されている。マイクロコンピュータ207は、フラッシュメモリ209に記憶されているプログラムに従って動作し、後述するカメラ本体100内のマイクロコンピュータ121と通信を行い、マイクロコンピュータ121からの制御信号に基づいて交換式レンズ200の制御を行う。   The microcomputer 207 connected to the driver 205 is connected to the I / F 999 and the flash memory 209. The microcomputer 207 operates according to a program stored in the flash memory 209, communicates with a microcomputer 121 in the camera body 100 described later, and controls the interchangeable lens 200 based on a control signal from the microcomputer 121. Do.

フラッシュメモリ209には、前述したプログラムの他、交換式レンズ200の光学的特性や調整値等の種々の情報が記憶されている。I/F999は、交換式レンズ200内のマイクロコンピュータ207とカメラ本体100内のマイクロコンピュータ121の相互間の通信を行うためのインターフェースである。   The flash memory 209 stores various information such as optical characteristics and adjustment values of the interchangeable lens 200 in addition to the above-described program. The I / F 999 is an interface for performing communication between the microcomputer 207 in the interchangeable lens 200 and the microcomputer 121 in the camera body 100.

カメラ本体100内であって、撮影レンズ201の光軸上には、メカシャッタ101が配置されている。このメカシャッタ101は、被写体光束の通過時間を制御し、公知のレンズシャッタまたはフォーカルプレーンシャッタが採用される。このメカシャッタ101の後方であって、撮影レンズ201によって被写体像が形成される位置には、撮像素子103が配置されている。   A mechanical shutter 101 is disposed in the camera body 100 on the optical axis of the taking lens 201. The mechanical shutter 101 controls the passage time of the subject luminous flux and employs a known lens shutter or focal plane shutter. An image sensor 103 is disposed behind the mechanical shutter 101 and at a position where a subject image is formed by the photographing lens 201.

撮像素子103は、各画素を構成するフォトダイオードが二次元的にマトリックス状に配置されており、各フォトダイオードは受光量に応じた光電変換電流を発生し、この光電変換電流は各フォトダイオードに接続するキャパシタによって電荷蓄積される。各画素の前面には、ベイヤー配列のカラーフィルタが配置されている。ベイヤー配列は、水平方向にR画素とG(Gr)画素が交互に配置されたラインと、G(Gb)画素とB画素が交互に配置されたラインを有し、さらにその3つのラインを垂直方向にも交互に配置することで構成されている。撮像素子103等は、複数枚HDRが設定されている場合に、複数回の撮像により複数コマの画像データを生成する撮像部として機能する。   In the image sensor 103, photodiodes constituting each pixel are two-dimensionally arranged in a matrix, and each photodiode generates a photoelectric conversion current corresponding to the amount of received light, and this photoelectric conversion current is applied to each photodiode. Charges are accumulated by the connected capacitor. A Bayer color filter is arranged in front of each pixel. The Bayer array has a line in which R pixels and G (Gr) pixels are alternately arranged in a horizontal direction, and a line in which G (Gb) pixels and B pixels are alternately arranged, and the three lines are vertically arranged. It is configured by alternately arranging in the direction. The imaging element 103 and the like function as an imaging unit that generates image data of a plurality of frames by performing imaging a plurality of times when a plurality of HDRs are set.

撮像素子103はアナログ処理部105に接続されており、このアナログ処理部105は、撮像素子103から読み出した光電変換信号(アナログ画像信号)に対し、リセットノイズ等を低減した上で波形整形を行い、マイクロコンピュータ121からの制御命令に従って適切な輝度になるようにゲインアップを行う。ISO感度の調整は、このアナログ処理部105においてアナログ画像信号のゲイン(増幅率)を調整することにより制御する。   The image sensor 103 is connected to an analog processing unit 105. The analog processing unit 105 performs waveform shaping on the photoelectric conversion signal (analog image signal) read from the image sensor 103 while reducing reset noise and the like. In accordance with a control command from the microcomputer 121, the gain is increased so as to obtain an appropriate luminance. The ISO sensitivity is adjusted by adjusting the gain (amplification factor) of the analog image signal in the analog processing unit 105.

アナログ処理部105およびメカシャッタ101等は、露光量設定部(後述するマイクロコンピュータ121が機能する)により設定された上記パラメータに基づいて、上記複数回の撮像における露光量を制御する露光量制御部として機能する。この露光量制御部は、少なくとも1回の撮像においてISO感度を変更して露光量を制御して撮像を行う。   The analog processing unit 105, the mechanical shutter 101, and the like serve as exposure amount control units that control the exposure amount in the plurality of imaging operations based on the parameters set by the exposure amount setting unit (the microcomputer 121 described later functions). Function. The exposure amount control unit changes the ISO sensitivity and controls the exposure amount in at least one imaging.

アナログ処理部105はA/D変換部107に接続されており、このA/D変換部107は、アナログ画像信号をアナログ―デジタル変換し、デジタル画像信号(以後、画像データという)をバス109に出力する。   The analog processing unit 105 is connected to an A / D conversion unit 107. The A / D conversion unit 107 performs analog-to-digital conversion on the analog image signal, and sends the digital image signal (hereinafter referred to as image data) to the bus 109. Output.

バス109は、カメラ本体100の内部で読み出され若しくは生成された各種データをカメラ本体100の内部に転送するための転送路である。バス109は、前述のアナログ処理部105、A/D変換部107の他、画像処理部111、AE処理部113、AF処理部115、AWB(Auto White Balance)処理部117、JPEG処理部119、マイクロコンピュータ121、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)127、メモリインターフェース(以後、メモリI/Fという)129、液晶(以後、LCDという)ドライバ133が接続されている。   The bus 109 is a transfer path for transferring various data read or generated inside the camera body 100 to the camera body 100. In addition to the analog processing unit 105 and the A / D conversion unit 107, the bus 109 includes an image processing unit 111, an AE processing unit 113, an AF processing unit 115, an AWB (Auto White Balance) processing unit 117, a JPEG processing unit 119, A microcomputer 121, an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) 127, a memory interface (hereinafter referred to as memory I / F) 129, and a liquid crystal (hereinafter referred to as LCD) driver 133 are connected.

バス109に接続された画像処理部111は、ホワイトバランス補正部(以後、WB補正部という)111a、同時化処理部111b、色再現処理部111c、ノイズリダクション処理部(以後、NR処理部という)111dを含み、SDRAM127に一時記憶された画像データを読出し、この画像データに対して種々の画像処理を施す。   An image processing unit 111 connected to the bus 109 includes a white balance correction unit (hereinafter referred to as WB correction unit) 111a, a synchronization processing unit 111b, a color reproduction processing unit 111c, and a noise reduction processing unit (hereinafter referred to as NR processing unit). The image data temporarily stored in the SDRAM 127 including the data 111d is read out, and various image processes are performed on the image data.

また、画像処理部111は、異露光撮影によって複数枚の画像を得た際に、複数枚の画像の明るさが略同一となるように明るさ調整処理や複数枚の画像の位置合わせを行った後に、広ダイナミックレンジの画像を合成する。したがって、画像処理部111は、複数コマの画像データを基に、単一画像より広いダイナミックレンジを有する合成画像データを生成する画像処理部として機能する。   Further, the image processing unit 111 performs brightness adjustment processing and alignment of the plurality of images so that the brightness of the plurality of images becomes substantially the same when a plurality of images are obtained by different exposure shooting. After that, a wide dynamic range image is synthesized. Therefore, the image processing unit 111 functions as an image processing unit that generates composite image data having a wider dynamic range than a single image based on the image data of a plurality of frames.

WB補正部111aは、画像データに対して、ホワイトバランス補正を行う。ホワイトバランス補正は、さまざまな色温度の光源のもとで、白色を正確に白く映し出すように補正する。晴天、曇天、日陰、電球、蛍光灯などの光源モード、若しくはカメラ側で自動的にホワイトバランス補正量を算出するオートホワイトバランスモードをユーザが選択するので、この設定されたモードに応じて、画像データに対してホワイトバランス補正を行う。なお、オートホワイトバランスは、後述するAWB処理部117において行う。   The WB correction unit 111a performs white balance correction on the image data. White balance correction is performed so that white is accurately projected under a light source with various color temperatures. The user selects a light source mode such as clear sky, cloudy, shade, light bulb, or fluorescent light, or an auto white balance mode that automatically calculates the white balance correction amount on the camera side. Perform white balance correction on the data. The auto white balance is performed by an AWB processing unit 117 described later.

同時化処理部111bは、ベイヤー配列の下で取得された画像データに対して、1画素あたりR、G、Bの情報からなる画像データへ同時化処理を行う。色再現処理部111dは、ガンマ補正処理、および画像の色味を変化させる色再現処理を行う。   The synchronization processing unit 111b performs synchronization processing on image data acquired under the Bayer array into image data including R, G, and B information per pixel. The color reproduction processing unit 111d performs gamma correction processing and color reproduction processing that changes the color of an image.

NR処理部111dは、高周波を低減するフィルタを用いたり、またコアリング処理等により、画像データのノイズを低減する処理を行う。画像処理部111は、必要に応じて、各部111a〜111dを選択し各処理を行い、画像処理を施された画像データは、バス109を介してSDRAM127に一時記憶される。   The NR processing unit 111d performs a process of reducing noise in the image data by using a filter that reduces a high frequency, a coring process, or the like. The image processing unit 111 selects each of the units 111 a to 111 d as necessary, performs each process, and the image data subjected to the image processing is temporarily stored in the SDRAM 127 via the bus 109.

AE処理部113は、被写体輝度を測定し、バス109を介してマイクロコンピュータ121に出力する。被写体輝度測定のために専用の測光センサを設けても良いが、本実施形態においては、撮像素子103の出力に基づく画像データを用いて被写体輝度を算出する。AF処理部115は、画像データから高周波成分の信号を抽出し、積算処理により合焦評価値を取得し、バス109を介してマイクロコンピュータ121に出力する。本実施形態においては、いわゆるコントラスト法によって撮影レンズ201のピント合わせを行う。AWB処理部117は、前述したように、カメラ側で自動的にホワイトバランス補正量を算出し、ホワイトバランスの調整を行う。   The AE processing unit 113 measures the subject brightness and outputs it to the microcomputer 121 via the bus 109. Although a dedicated photometric sensor may be provided for measuring the subject brightness, in this embodiment, the subject brightness is calculated using image data based on the output of the image sensor 103. The AF processing unit 115 extracts a high-frequency component signal from the image data, acquires a focus evaluation value by integration processing, and outputs the focus evaluation value to the microcomputer 121 via the bus 109. In the present embodiment, the photographing lens 201 is focused by a so-called contrast method. As described above, the AWB processing unit 117 automatically calculates the white balance correction amount on the camera side and adjusts the white balance.

JPEG処理部117は、画像データの記録媒体131への記録時に、SDRAM127から画像データを読み出し、この読み出した画像データをJPEG圧縮方式に従って圧縮し、この圧縮した画像データをSDRAM127に一旦記憶する。マイクロコンピュータ121は、SDRAM127に一時記憶されたJPEG画像データに対して、JPEGファイルを構成するために必要なJPEGヘッダを付加してJPEGファイルを作成し、この作成したJPEGファイルをメモリI/F129を介して記録媒体131に記録する。   The JPEG processing unit 117 reads image data from the SDRAM 127 when the image data is recorded on the recording medium 131, compresses the read image data according to the JPEG compression method, and temporarily stores the compressed image data in the SDRAM 127. The microcomputer 121 creates a JPEG file by adding a JPEG header necessary for constructing a JPEG file to the JPEG image data temporarily stored in the SDRAM 127, and stores the created JPEG file in the memory I / F 129. To the recording medium 131.

また、JPEG処理部119は、画像再生表示用にJPEG画像データの伸張も行う。伸張にあたっては、記録媒体131に記録されているJPEGファイルを読み出し、JPEG処理部119において伸張処理を施した上で、伸張した画像データをSDRAM127に一時記憶する。なお、本実施形態においては、画像圧縮方式としては、JPEG圧縮方式を採用するが、圧縮方式はこれに限らずTIFF、MPEG、H.264等、他の圧縮方式でも勿論かまわない。   In addition, the JPEG processing unit 119 also decompresses JPEG image data for image reproduction display. In decompression, the JPEG file recorded on the recording medium 131 is read out, subjected to decompression processing in the JPEG processing unit 119, and the decompressed image data is temporarily stored in the SDRAM 127. In this embodiment, the JPEG compression method is adopted as the image compression method. However, the compression method is not limited to this, and TIFF, MPEG, H.264, and the like. Of course, other compression methods such as H.264 may be used.

マイクロコンピュータ121は、このカメラ全体の制御部としての機能を果たし、後述するフラッシュメモリ125に記憶されているプログラムに従って、カメラの各種シーケンスを総括的に制御する。また、マイクロコンピュータ121は、複数枚HDR撮影が設定されている場合には、複数回のそれぞれの撮像における露光量を決めるためのパラメータ(シャッタ速度、ISO感度等)を設定する露光量設定部として機能する。また、露光量設定部は、適正露光となる露光量と異なる露光量を基準にしてパラメータを設定する(後述する図13のS37参照)。   The microcomputer 121 functions as a control unit of the entire camera, and comprehensively controls various sequences of the camera according to a program stored in a flash memory 125 described later. Further, the microcomputer 121 serves as an exposure amount setting unit for setting parameters (shutter speed, ISO sensitivity, etc.) for determining an exposure amount in each of a plurality of times of imaging when multiple HDR shooting is set. Function. The exposure amount setting unit sets parameters based on an exposure amount that is different from the exposure amount for proper exposure (see S37 in FIG. 13 described later).

マイクロコンピュータ121には、前述のI/F999以外に、操作部123およびフラッシュメモリ125が接続されている。操作部123は、電源釦、レリーズ釦、動画釦、再生釦、メニュー釦、十字釦、OK釦等、各種入力釦や各種入力キー等の操作部材を含み、これらの操作部材の操作状態を検知し、検知結果をマクロコンピュータ121に出力する。マイクロコンピュータ121は、操作部123からの操作部材の検知結果に基づいて、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。電源釦は、当該デジタルカメラの電源のオン/オフを指示するための操作部材である。電源釦が押されると当該デジタルカメラの電源はオンとなり、再度、電源釦が押されると当該デジタルカメラの電源はオフとなる。   In addition to the I / F 999 described above, an operation unit 123 and a flash memory 125 are connected to the microcomputer 121. The operation unit 123 includes operation members such as various input buttons and various input keys such as a power button, a release button, a moving image button, a playback button, a menu button, a cross button, and an OK button, and detects an operation state of these operation members. The detection result is output to the macro computer 121. The microcomputer 121 executes various sequences according to the user's operation based on the detection result of the operation member from the operation unit 123. The power button is an operation member for instructing to turn on / off the power of the digital camera. When the power button is pressed, the power of the digital camera is turned on. When the power button is pressed again, the power of the digital camera is turned off.

レリーズ釦は、半押しでオンになるファーストレリーズスイッチと、半押しから更に押し込み全押しとなるとオンになるセカンドレリーズスイッチからなる。マイクロコンピュータ121は、ファーストレリーズスイッチがオンとなると、AE処理やAF処理等の撮影準備シーケンスを実行する。また、セカンドレリーズスイッチがオンとなると、メカシャッタ101等を制御し、撮像素子103等から被写体画像に基づく画像データを取得し、この画像データを記録媒体131に記録する一連の撮影シーケンスを実行して撮影を行う。   The release button includes a first release switch that is turned on when the button is half-pressed and a second release switch that is turned on when the button is further depressed after being half-pressed and then fully pressed. When the first release switch is turned on, the microcomputer 121 executes a shooting preparation sequence such as AE processing and AF processing. When the second release switch is turned on, the mechanical shutter 101 and the like are controlled, image data based on the subject image is acquired from the image sensor 103 and the like, and a series of shooting sequences for recording the image data on the recording medium 131 are executed. Take a picture.

動画釦は、動画の撮影を開始させ、また終了させるための釦である。再生釦は、再生モードの設定と解除するための操作釦であり、再生モードが設定されると、記録媒体131から撮影画像の画像データを読み出し、LCD135に撮影画像を再生表示する。   The movie button is a button for starting and ending movie shooting. The reproduction button is an operation button for setting and canceling the reproduction mode. When the reproduction mode is set, the image data of the photographed image is read from the recording medium 131 and the photographed image is reproduced and displayed on the LCD 135.

メニュー釦は、メニュー画面をLCD135に表示させるための操作釦である。メニュー画面上では、カメラの各種モードの設定が可能であり、例えば、広ダイナミックレンジ撮影の設定等を行うことができる。   The menu button is an operation button for displaying a menu screen on the LCD 135. On the menu screen, various camera modes can be set. For example, wide dynamic range shooting can be set.

フラッシュメモリ125は、マイクロコンピュータ121の各種シーケンスを実行するためのプログラムを記憶している。マイクロコンピュータ121は、前述したように、このプログラムに基づいて当該デジタルカメラの制御を行う。   The flash memory 125 stores a program for executing various sequences of the microcomputer 121. As described above, the microcomputer 121 controls the digital camera based on this program.

SDRAM127は、画像データ等の一時記憶用の電気的書き換え可能な揮発性メモリである。このSDRAM127は、A/D変換部107から出力された画像データや、画像処理部111やJPEG処理部119等において処理された画像データを一時記憶する。   The SDRAM 127 is an electrically rewritable volatile memory for temporary storage of image data and the like. The SDRAM 127 temporarily stores the image data output from the A / D conversion unit 107 and the image data processed by the image processing unit 111, the JPEG processing unit 119, and the like.

メモリI/F129は、記録媒体131に接続されており、画像データや画像データに添付されたヘッダ等のデータを、記録媒体131に書き込みおよび読出しの制御を行う。記録媒体131は、カメラ本体に脱着可能なメモリであるが、これに限らず、ハードディスク等、カメラ本体に内蔵のメモリであってもよい。   The memory I / F 129 is connected to the recording medium 131, and controls writing and reading of image data and data such as a header attached to the image data on the recording medium 131. The recording medium 131 is a memory that can be attached to and detached from the camera body, but is not limited thereto, and may be a memory built in the camera body such as a hard disk.

LCDドライバ133は、LCD135に接続されており、SDRAM127や記録媒体131から読み出され、JPEG処理部119によって伸張された画像データに基づいて画像をLCD135において表示させる。LCD135は、カメラ本体100の背面等に配置された液晶パネルを含み、画像表示を行う。画像表示としては、撮影直後、記録される画像データを短時間だけ表示するレックビュー表示、記録媒体131に記録された静止画や動画の画像ファイルの再生表示、およびライブビュー表示等の動画表示が含まれる。なお、圧縮されている画像データを表示する場合には、前述したように、JPEG処理部119によって伸張処理を施した後に表示する。また、表示部としては、LCDに限らず、有機EL等、他の表示パネルを採用しても勿論かまわない。   The LCD driver 133 is connected to the LCD 135, and displays an image on the LCD 135 based on the image data read from the SDRAM 127 or the recording medium 131 and expanded by the JPEG processing unit 119. The LCD 135 includes a liquid crystal panel disposed on the back surface of the camera body 100 and performs image display. As the image display, there are a REC view display for displaying the recorded image data for a short time immediately after shooting, a playback display of a still image or a moving image file recorded on the recording medium 131, and a moving image display such as a live view display. included. In addition, when displaying the compressed image data, the image data is displayed after being decompressed by the JPEG processing unit 119 as described above. The display unit is not limited to the LCD, and other display panels such as an organic EL may be adopted.

次に、本発明の一実施形態における広ダイナミックレンジ(HDR)撮影について、図2ないし図7を用いて説明する。   Next, wide dynamic range (HDR) imaging according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は白飛び、黒潰れ、及び撮影画像のダイナミックレンジを説明する図である。図2(a)は撮影シーンを示しており、この撮影シーンをカメラ(カメラ本体100,交換レンズ200)によって適正露光(シャッタ速度TV:tv、絞り値AV:av、ISO感度:sv)で撮影すると、図2(c)に示すような撮影画像が得られる。   FIG. 2 is a diagram for explaining overexposure, blackout, and a dynamic range of a captured image. FIG. 2A shows a shooting scene, and this shooting scene is shot by a camera (camera body 100, interchangeable lens 200) with appropriate exposure (shutter speed TV: tv, aperture value AV: av, ISO sensitivity: sv). Then, a photographed image as shown in FIG.

図2(a)に示す撮影シーンのように、逆光など明るいところと、暗いところが混在するシーンでは、シーンの輝度分布がとても広く、図2(d)に示すように、適正露出で得られる輝度範囲D1の範囲には収まらない。なお、図2(d)中に示すBv_aveは、撮影シーンの平均輝度を示す。   In a scene where a bright place and a dark place such as backlight are mixed like the shooting scene shown in FIG. 2A, the brightness distribution of the scene is very wide, and the brightness obtained with appropriate exposure as shown in FIG. It does not fall within the range D1. Note that Bv_ave shown in FIG. 2D indicates the average luminance of the shooting scene.

図2(e)は、適正露出で撮影可能な輝度範囲をデジタルカメラで撮影した場合のデジタル値(図2(e)の上段)と、撮影画像の輝度分布(図2(e)の下段)を示す。   FIG. 2 (e) shows a digital value (upper part of FIG. 2 (e)) and a luminance distribution of the captured image (lower part of FIG. 2 (e)) when the luminance range that can be photographed with appropriate exposure is taken with a digital camera. Indicates.

撮影時には、撮像素子103のフォトダイオードで光を電荷に変換するが、撮影できる輝度範囲よりも明るい領域では、フォトダイオードの変換容量を超えるための、それ以上の電荷は発生せず、画素飽和となる。撮影画像の明部の「白飛び」とは、この画素の飽和によりクリップされた領域に相当する。図2(c)に示す例では、領域A2は輝度が高い領域であり、この領域A2は、図2(e)に示す輝度分布では、範囲R2に相当する。すなわち、範囲R2は、画素の飽和により、クリップされた明部領域であり、「白飛び」の領域である。   At the time of shooting, light is converted into electric charge by the photodiode of the image sensor 103, but in a region brighter than the luminance range that can be shot, no more charge is generated to exceed the conversion capacity of the photodiode, and pixel saturation and Become. The “whiteout” in the bright part of the photographed image corresponds to an area clipped by the saturation of the pixel. In the example shown in FIG. 2C, the region A2 is a region with high luminance, and this region A2 corresponds to the range R2 in the luminance distribution shown in FIG. That is, the range R2 is a bright area clipped due to pixel saturation, and is a “out-of-white” area.

また、撮影した際の暗部の「黒」は、デジタル値の「0」に相当するが、実際の撮影画像には、撮像素子103等で発生するノイズ(暗部ノイズ)が含まれている。そのため、撮影できる輝度範囲の暗い領域では、その一部が暗部ノイズに埋もれてしまう。暗部の「黒潰れ」とは、このノイズに埋もれた領域に相当する。図2(c)に示す例では、領域A1は輝度が低い領域であり、この領域A1は、図2(e)に示す輝度分布では、範囲R1に相当する。すなわち、範囲R1は、ノイズに埋もれた暗部領域であり、「黒潰れ」の領域である。   In addition, “black” in the dark part at the time of shooting corresponds to a digital value “0”, but an actual captured image includes noise (dark part noise) generated in the image sensor 103 or the like. For this reason, in a dark region of the luminance range that can be photographed, a part thereof is buried in dark part noise. The “black crushing” in the dark portion corresponds to a region buried in this noise. In the example shown in FIG. 2C, the area A1 is a low-luminance area, and this area A1 corresponds to the range R1 in the luminance distribution shown in FIG. That is, the range R <b> 1 is a dark area buried in noise, and is a “blackout” area.

したがって、適正画像のダイナミックレンジは、ノイズに埋もれていない暗部から画素の飽和までの領域を意味している。図2(e)に示す輝度分布では、適正画像のダイナミックレンジD2が相当する。   Therefore, the dynamic range of an appropriate image means a region from a dark part that is not buried in noise to pixel saturation. In the luminance distribution shown in FIG. 2E, the dynamic range D2 of the appropriate image corresponds.

次に、本実施形態における複数枚HDRでのダイナミックレンジ拡大について、図3ないし図5を用いて説明する。図3は、異なる露出量で撮影した3枚の画像を示す。すなわち、図3(a)は、適正露光で撮影した撮影画像であり、図3(b)はアンダ露光で撮影した撮影画像であり、図3(c)はオーバ露光で撮影した撮影画像である。   Next, the expansion of the dynamic range with a plurality of HDRs in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows three images taken with different exposure amounts. That is, FIG. 3A is a photographed image photographed with appropriate exposure, FIG. 3B is a photographed image photographed with underexposure, and FIG. 3C is a photographed image photographed with overexposure. .

ここで、適正露光の場合には、シャッタ速度Tv:tv、絞り値Av:av、ISO感度Sv:svで撮影している。またアンダ露光の場合には、シャッタ速度Tv:tv+1、絞り値Av:av、ISO感度Sv:svで撮影している。オーバ露光の場合には、シャッタ速度Tv:tv−1、絞り値Av:av、ISO感度Sv:svで撮影している。したがって、適正露光のシャッタ速度に比較して、アンダ露光の場合には、1段、シャッタ速度を高速側にシフトし、オーバ露光の場合には、1段、シャッタ速度を低速側にシフトしている。   Here, in the case of proper exposure, shooting is performed at a shutter speed Tv: tv, an aperture value Av: av, and ISO sensitivity Sv: sv. In the case of underexposure, images are taken at a shutter speed Tv: tv + 1, an aperture value Av: av, and ISO sensitivity Sv: sv. In the case of overexposure, images are taken at a shutter speed Tv: tv-1, an aperture value Av: av, and ISO sensitivity Sv: sv. Therefore, compared with the shutter speed for proper exposure, the shutter speed is shifted to the high speed side in the case of underexposure, and the shutter speed is shifted to the low speed side in the case of overexposure. Yes.

図3(d)は、図3(a)に示す適正露光で撮影された撮影画像の輝度分布を示す。この輝度分布は、図2(e)と同様であり、暗部側にノイズに埋もれた暗部領域(=黒潰れ領域)R1があり、また明部側に画素の飽和によりクリップされた明部領域(=「白飛び」領域)R2があり、また適正画像のダイナミックレンジD2がある。ここで、適正露光で撮影された撮影画像の平均輝度をBv_ave1とする。   FIG. 3D shows a luminance distribution of a photographed image photographed with the proper exposure shown in FIG. This luminance distribution is the same as that shown in FIG. 2 (e). There is a dark part region (= black crushing region) R1 buried in noise on the dark side, and a bright part region clipped by pixel saturation on the bright part side (= = "Out-of-white area") R2, and there is a dynamic range D2 of an appropriate image. Here, let Bv_ave1 be the average luminance of a captured image captured with appropriate exposure.

図3(e)は、図3(b)に示すアンダ露光で撮影された撮影画像の輝度分布を示す。この輝度分布は、暗部側にノイズに埋もれた暗部領域(=黒潰れ領域)R1があり、またアンダ画像のダイナミックレンジD2がある。ここで、アンダ露光における暗部領域R1のレンジ幅は、図3(a)の適正露光による撮影の場合と同一感度のため(ISO感度Svはsvで同一)、暗部ノイズのレベルは同一である。また、アンダ露光であることから、平均輝度Bv_ave2は、全体に暗い側にシフトしており、このため明部領域R2はない。   FIG. 3E shows a luminance distribution of a photographed image photographed by the underexposure shown in FIG. This luminance distribution has a dark area (= black area) R1 buried in noise on the dark side and an under image dynamic range D2. Here, the range width of the dark area R1 in the underexposure is the same as that in the case of photographing by appropriate exposure in FIG. 3A (the ISO sensitivity Sv is the same as sv), so the dark noise level is the same. Further, since the underexposure is performed, the average luminance Bv_ave2 is shifted to the dark side as a whole, and therefore there is no bright portion region R2.

図3(f)は、図3(c)に示すオーバ露光で撮影された撮影画像の輝度分布を示す。この輝度分布は、暗部側にノイズに埋もれた暗部領域(=黒潰れ領域)R1があり、また明部側に画素の飽和によりクリップされた明部領域(=「白飛び」領域)R2”があり、またオーバ画像のダイナミックレンジD2がある。ここで、オーバ露光における暗部領域R1のレンジ幅は、図3(a)の適正露光による撮影の場合と同一感度のため、暗部ノイズのレベルは同一である。また、オーバ露光であることから、平均輝度Bv_ave3は、全体に明るい側にシフトしており、このため明部領域R2”は明部側に広がっている。   FIG. 3F shows the luminance distribution of the captured image captured by the overexposure shown in FIG. In this luminance distribution, there is a dark area (= black area) R1 buried in noise on the dark area side, and a bright area (= “out-of-white” area) R2 ″ clipped by pixel saturation on the bright area side. And there is an over image dynamic range D2. Here, the range width of the dark area R1 in the overexposure is the same as that in the case of photographing by appropriate exposure in FIG. In addition, since the overexposure is performed, the average luminance Bv_ave3 is shifted to the bright side as a whole, and thus the bright portion region R2 ″ is spread to the bright portion side.

このように、適正露光、アンダ露光、およびオーバ露光において、撮影感度(ISO感度、Sv)が変わらないために、暗部ノイズ量は同一量となる。但し、異露光撮影のため画像の明るさは異なっている(平均輝度Bv_ave1〜Bv_ave3は異なっている)。   Thus, since the photographing sensitivity (ISO sensitivity, Sv) does not change in the appropriate exposure, underexposure, and overexposure, the dark portion noise amount is the same amount. However, the brightness of the images is different due to different exposure photography (average luminances Bv_ave1 to Bv_ave3 are different).

異露光撮影した複数枚の画像を用いて画像合成するHDR技術では、画像合成する際に、画像の明るさを略同じにした上で行う。図3に示した3枚の撮影画像の明るさを揃える「明るさ調整」を行い、アンダ画像の明るさに合わせた例を図4に示す。   In the HDR technology for synthesizing images using a plurality of images that have been taken with different exposures, the image brightness is set to be substantially the same when synthesizing the images. FIG. 4 shows an example in which “brightness adjustment” for adjusting the brightness of the three photographed images shown in FIG. 3 is performed and the brightness of the under image is adjusted.

図4は、明るさ調整後の輝度分布を示している。すなわち、図4(a)は適正露光で撮影された撮影画像を示し、図4(b)はアンダ露光で撮影された撮影画像を示し、図4(c)はオーバ露光で撮影された撮影画像を示す。図4(a)〜(c)に示すように、これら3枚の画像の平均輝度は、明るさ調整によって略同一になっている。そして、図4(d)は適正露光時の輝度分布を示し、図4(e)はアンダ露光時の輝度分布を示し、図4(f)はオーバ露光時の輝度分布を示す。   FIG. 4 shows the luminance distribution after brightness adjustment. That is, FIG. 4A shows a photographed image taken with proper exposure, FIG. 4B shows a photographed image taken with underexposure, and FIG. 4C shows a photographed image taken with overexposure. Indicates. As shown in FIGS. 4A to 4C, the average luminance of these three images is substantially the same by adjusting the brightness. FIG. 4D shows the luminance distribution during proper exposure, FIG. 4E shows the luminance distribution during underexposure, and FIG. 4F shows the luminance distribution during overexposure.

明るさ調整により適正露光の平均輝度Bv_ave1及びオーバ露光の平均輝度Bv_ave3が、アンダ露光の平均輝度Bv_ave2と一致するように、輝度分布を調整する。3枚の画像の平均輝度を一致させることにより、暗部のノイズレベルに違いが生じてくる。また、ダイナミックレンジも変化し、適正露光はダイナミックレンジD2が圧縮されD21となり、オーバ露光では、ダイナミックレンジD2がさらに圧縮されD23となる。   By adjusting the brightness, the brightness distribution is adjusted so that the average brightness Bv_ave1 of proper exposure and the average brightness Bv_ave3 of overexposure coincide with the average brightness Bv_ave2 of underexposure. By matching the average brightness of the three images, a difference occurs in the noise level in the dark part. In addition, the dynamic range also changes, and in the proper exposure, the dynamic range D2 is compressed to D21, and in the overexposure, the dynamic range D2 is further compressed to D23.

明るさ調整を行うと、被写体の動きと被写体輝度を考慮して、位置合わせを行う。図5(a)は、位置合わせを行った合成画像を示し、図5(b)は、位置合わせ後の合成画像の輝度分布を示す。図5(b)から分かるように、明るい領域については、アンダ画像の明部領域を適用することにより、「白飛び」を改善し、暗い領域については、オーバ画像の暗部領域を適用することにより、「黒潰れ」を改善している。また、動く被写体に対しても、図6及び図7を用いて後述する位置合わせ処理を行うことにより、合成による二重像となる弊害を防止している。   When brightness adjustment is performed, positioning is performed in consideration of subject movement and subject brightness. FIG. 5A shows a composite image that has been aligned, and FIG. 5B shows a luminance distribution of the composite image after alignment. As can be seen from FIG. 5B, the bright area of the under image is applied to the bright area to improve the “whiteout”, and the dark area of the over image is applied to the dark area. , "Black crushing" has been improved. Also, a moving subject is subjected to an alignment process, which will be described later with reference to FIGS.

図5(a)(b)に示すような合成処理を行うと、次に、図5(c)(d)に示すように、合成画像に対して現像処理を行う。図5(a)(b)に示した合成画像は、アンダ露出と同じ平均輝度Bv_ave2となっているため、最後に現像処理により、明部の階調を残しつつ、平均輝度を適正画像と同等レベル(Bv_ave1)まで持ち上げる階調変換処理を行うと同時に現像処理を行う。結果として、明部の白飛びを抑え、暗部の黒潰れを改善したダイナミックレンジの広い1枚の画像を得ることができる。すなわち、明部はアンダ撮影による画素の飽和改善が、また暗部はノイズレベルの違いがダイナミックレンジの拡大効果に役立っている。   When the composition processing as shown in FIGS. 5A and 5B is performed, next, as shown in FIGS. 5C and 5D, development processing is performed on the composite image. Since the composite image shown in FIGS. 5A and 5B has the same average brightness Bv_ave2 as the underexposure, the average brightness is equal to that of the appropriate image while leaving the gradation of the bright part by the development process. Development processing is performed at the same time as gradation conversion processing for raising the level (Bv_ave1). As a result, it is possible to obtain a single image with a wide dynamic range that suppresses whiteout in a bright part and improves blackout in a dark part. That is, improvement of pixel saturation by under-shooting is used in the bright part, and noise level difference in the dark part is useful for the dynamic range expansion effect.

複数枚HDRでは、複数枚の異露光画像を用いて画像合成を行うが、画像合成に先だって異露光画像の位置合わせを行う必要がある。図6(a)は、位置合わせを行う2枚の画像を示し、左側の画像は右側の画像より明るい画像である。位置合わせは、ブロックマッチングによって行う。ブロックマッチングでは差分絶対値和(SAD)を用いるのが一般的である。このSADは、ブロック間の各画素において、画素の差分絶対値を算出し、ブロック内の全ての画素における差分絶対値の和を取ったものである。従って、SAD値が低いほど差分が少ないことになり、相関値が高いことを意味する。   In the multiple-sheet HDR, image composition is performed using a plurality of different-exposure images, but it is necessary to align the different-exposure images prior to image composition. FIG. 6A shows two images to be aligned, and the left image is brighter than the right image. The alignment is performed by block matching. In block matching, the sum of absolute differences (SAD) is generally used. This SAD is obtained by calculating the absolute difference value of each pixel in each pixel between blocks and summing the absolute difference values of all the pixels in the block. Therefore, the lower the SAD value, the smaller the difference and the higher the correlation value.

この方法では2枚の画像のブロック毎の差分に基づいて行うことから、画像の明るさが異なると、正確な位置合わせができない。そこで、明るさ調整処理により2枚の画像の明るさを揃えるようにしている。この明るさ調整の際にノイズレベルに差が生ずる。図6(b)では、ノイズレベルに差が生ずることを示しており、右側の画像におけるドットはノイズ量を意味している。   Since this method is based on the difference of each block of two images, accurate alignment cannot be performed if the brightness of the images is different. Therefore, the brightness of the two images is made uniform by brightness adjustment processing. There is a difference in noise level during this brightness adjustment. FIG. 6B shows that a difference occurs in the noise level, and the dot in the right image means the amount of noise.

図6(c)に示すようなブロック分けを行ってブロックマッチング処理を行うと、各ブロックでノイズレベルの差も画像の差分としてSAD値を算出することになる。この処理の際、2枚の撮影画像のISO感度が低い場合には、もともとのノイズ自体が低いため、多少のノイズレベルの違いがあっても、位置合わせ処理に必要なSAD値の精度は確保できる。   When the block matching process is performed by dividing the block as shown in FIG. 6C, the SAD value is calculated as the difference between the noise levels in each block as the image difference. In this process, if the ISO sensitivity of the two shot images is low, the original noise itself is low, so that the accuracy of the SAD value necessary for the alignment process is ensured even if there is a slight difference in noise level. it can.

図7(a)に示す例は、2枚の撮影画像のISO感度が低い場合である。図7(a)中の画像11aは1枚目の撮影画像のブロックの中の1つであり(画像11の車の後輪部分に相当)、画像11bは2枚の画像11aとマッチングをみるための領域である。この例では、位置合わせ処理に必要なSAD値の精度を確保できることから、ダイナミックレンジ拡大のための合成処理後の画像11は、被写体の位置ズレを起こすことがない。   The example shown in FIG. 7A is a case where the ISO sensitivity of two captured images is low. The image 11a in FIG. 7A is one of the blocks of the first photographed image (corresponding to the rear wheel portion of the image 11), and the image 11b is matched with the two images 11a. It is an area for. In this example, since the accuracy of the SAD value necessary for the alignment process can be ensured, the image 11 after the synthesis process for expanding the dynamic range does not cause a positional shift of the subject.

しかし、2枚の撮影画像のISO感度が高い場合には、もともとノイズ自体が多く含まれるため、被写体の位置ズレをSAD値で正確に得ることは困難になる。そのため、ブロックマッチングで正しい動きベクトルを得ることができず、複数枚HDR効果を出すためには、二重像となってしまうことがあった。   However, when the ISO sensitivity of the two photographed images is high, a lot of noise is originally included, and it is difficult to accurately obtain the positional deviation of the subject with the SAD value. For this reason, a correct motion vector cannot be obtained by block matching, and a double image may be obtained in order to produce a plurality of HDR effects.

図7(b)に示す例は、2枚の撮影画像のISO感度が高い場合である。図7(b)中の画像12aは1枚目の撮影画像のブロックの中の1つであり(画像12の車の後輪部分に相当)、画像12bは2枚の画像12aとマッチングをみるための領域である。この例では、位置合わせ処理に必要なSAD値の精度を確保できないことから、ダイナミックレンジ拡大のための合成処理後の画像11は、被写体の位置ズレを起こしている。   The example shown in FIG. 7B is a case where the ISO sensitivity of two captured images is high. The image 12a in FIG. 7B is one of the blocks of the first photographed image (corresponding to the rear wheel portion of the image 12), and the image 12b is matched with the two images 12a. It is an area for. In this example, since the accuracy of the SAD value necessary for the alignment process cannot be ensured, the image 11 after the synthesis process for expanding the dynamic range causes a positional shift of the subject.

複数枚HDRを手持ち撮影で行う場合には、手ブレの発生を抑えるために、手ブレ限界となるシャッタ速度でISO感度を高くすることから、この問題が表面化しやすい。図3ないし図5を用いて説明したように、複数枚HDRにおける暗部のダイナミックレンジの拡大効果は、ノイズレベルの違いにより得られる効果であるが、位置合わせ精度としては、暗部のノイズレベルの違いにより、精度が悪化してしまうという問題がある。そこで、本実施形態においては、ISO感度を変えて、異露光撮影を行うようにしている。   When performing a plurality of HDRs by hand-held shooting, the ISO sensitivity is increased at a shutter speed that is a camera shake limit in order to suppress the occurrence of camera shake. As described with reference to FIGS. 3 to 5, the effect of expanding the dynamic range of the dark portion in the plurality of HDRs is an effect obtained by the difference in the noise level. However, as the alignment accuracy, the difference in the noise level of the dark portion is different. Therefore, there is a problem that the accuracy is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, different exposure photography is performed by changing the ISO sensitivity.

次に、本実施形態における複数枚HDR処理の動作について、図8に示すフローチャートを用いて説明する。この動作は、マイクロコンピュータ121がフラッシュメモリ125に記憶されているプログラムに従って実行する。   Next, the operation of the multiple-sheet HDR processing in the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. This operation is executed by the microcomputer 121 according to a program stored in the flash memory 125.

図8に示す複数枚HDR処理のフローに入ると、まず、露光段差設定の読み込みを行う(S1)。複数枚HDRでは、露光量を変えながら複数枚、撮影を行う。このステップでは、設定されている露光量の段差の読み込みを行う。本実施形態においては、アンダ撮影のための段差(−Δev”),適正露光撮影のための段差(±0ev)、オーバ撮影のための段差(+Δev’)を、フラッシュメモリ125から読み込む。なお、この露光段差は、予めフラッシュメモリ125に記憶しておく以外にも、例えば、メニュー画面等において、ユーザが設定し、この設定値を読み込むようにしてもよい。   When the flow of the multiple-sheet HDR processing shown in FIG. 8 is entered, first, exposure step setting is read (S1). In the multiple image HDR, a plurality of images are taken while changing the exposure amount. In this step, a step of the set exposure amount is read. In the present embodiment, the step for under photographing (−Δev ″), the step for proper exposure photographing (± 0 ev), and the step for over photographing (+ Δev ′) are read from the flash memory 125. In addition to storing the exposure step in the flash memory 125 in advance, for example, the user may set and read the set value on a menu screen or the like.

露光段差設定の読み込みを行うと、次に、適正露光撮影条件の算出を行う(S3)。AE処理部113において被写体の輝度値を検出するので、この輝度値を用いて、アペックス演算等により、適正露光となるシャッタ速度値(Tv_std)、絞り値(Av_std)、ISO感度値(Sv_std)を算出する。なお、アペックス演算以外にも、テーブル参照等、他の方法により適正露光撮影条件を求めてもよい。   Once the exposure step setting has been read, the appropriate exposure photographing condition is calculated (S3). Since the luminance value of the subject is detected by the AE processing unit 113, the shutter speed value (Tv_std), the aperture value (Av_std), and the ISO sensitivity value (Sv_std) at which appropriate exposure is performed by apex calculation or the like using this luminance value. calculate. In addition to the apex calculation, the proper exposure photographing condition may be obtained by other methods such as table reference.

適正露光撮影条件を算出すると、次に、オーバ露光シャッタ速度の算出を行う(S5)。ここでは、ステップS3において算出された適正露光となる絞り値とISO感度値を保持しつつ、ステップS1において読み込んだオーバ露光の段差(+Δev’)に基づいてオーバ露光となるシャッタ速度値を算出する。   Once the proper exposure shooting conditions are calculated, the overexposure shutter speed is calculated (S5). Here, the shutter speed value for overexposure is calculated based on the overexposure step (+ Δev ′) read in step S1, while maintaining the aperture value and ISO sensitivity value for proper exposure calculated in step S3. .

オーバ露光シャッタ速度を算出すると、次に、適正露光のISO感度Sv_stdが最低ISO感度より大きいか否かの判定を行う(S7)。適正露光のISO感度は、ステップS3において算出したISO感度である。また、最低ISO感度は、このデジタルカメラが設定可能なISO感度の中で最低の値である。なお、ユーザが適宜設定できるようにしてもよい。   Once the overexposure shutter speed has been calculated, it is next determined whether or not the proper exposure ISO sensitivity Sv_std is greater than the minimum ISO sensitivity (S7). The ISO sensitivity for proper exposure is the ISO sensitivity calculated in step S3. The lowest ISO sensitivity is the lowest value among the ISO sensitivities that can be set by the digital camera. The user may be able to set as appropriate.

ステップS7における判定の結果、算出された適正露光のISO感度Sv_stdが最低ISO感度よりも大きくない場合には、アンダ露光のシャッタ速度を算出する(S17)。ここでは、ステップS1において読み込んだ露光段差(−Δev”)に応じたアンダ露光となるシャッタ速度を算出する。すなわち、適正露光の絞り値(Av_std)、ISO感度(Sv_std)、露光段差(−Δev”)を用いて算出したシャッタ速度となる。このステップでは、露光量の制御にあたって、最低ISO感度よりも下げられないことから、アンダ露光にするためにシャッタ速度を高速側にシフトさせる。   If the result of determination in step S7 is that the calculated appropriate exposure ISO sensitivity Sv_std is not greater than the minimum ISO sensitivity, the underexposure shutter speed is calculated (S17). Here, the shutter speed for underexposure corresponding to the exposure step (−Δev ″) read in step S1 is calculated. That is, the aperture value for proper exposure (Av_std), ISO sensitivity (Sv_std), and exposure step (−Δev). The shutter speed is calculated using “)”. In this step, since the exposure amount cannot be controlled lower than the minimum ISO sensitivity in controlling the exposure amount, the shutter speed is shifted to the high speed side for underexposure.

一方、ステップS7における判定の結果、算出された適正露光のISO感度Sv_stdが最低ISO感度よりも大きい場合には、次に、適正露光のISO感度Sv_stdと最低ISO感度の差分値が、露光段幅Δev”より大きいか否か((Sv_std−最低ISO感度)>Δev”)を判定する(S9)。すなわち、適正露光のISO感度と最低ISO感度との差分値が、アンダ露光画の露光段幅よりも大きいか否かを判定する。   On the other hand, if the result of determination in step S7 is that the calculated ISO sensitivity Sv_std for proper exposure is greater than the minimum ISO sensitivity, then the difference value between the ISO sensitivity Sv_std for proper exposure and the minimum ISO sensitivity is the exposure step width. It is determined whether it is greater than Δev ″ ((Sv_std−minimum ISO sensitivity)> Δev ″) (S9). That is, it is determined whether or not the difference value between the ISO sensitivity of the appropriate exposure and the minimum ISO sensitivity is larger than the exposure step width of the underexposure image.

ステップS9における判定の結果、ISO感度の差分値がアンダ側の露光段幅より大きい場合には、アンダ露光側の露光段差に応じたアンダ露光のISO感度を算出する(S11)。この場合のアンダ撮影では、適正露光の絞り値(Av_std)、シャッタ速度(Tv_std)を保持しつつ、露光段差(−Δev”)が得られるようなISO感度を算出する。   If the result of determination in step S9 is that the ISO sensitivity difference value is larger than the under exposure step width, the under exposure ISO sensitivity corresponding to the under exposure exposure step is calculated (S11). In under photographing in this case, the ISO sensitivity is calculated such that an exposure step (−Δev ″) is obtained while maintaining the aperture value (Av_std) and shutter speed (Tv_std) for proper exposure.

一方、ステップS9における判定の結果、ISO感度の差分値がアンダ側の露光段幅より大きくない場合には、アンダ露光ISO感度を算出する(S13)。ここでは、最低ISO感度をアンダ露光用のISO感度とする。続いて、アンダ露光のシャッタ速度を算出する(S15)。ステップS13において、ISO感度を最低ISO感度に設定しているが、この設定では不足する露光段差分がある。そこで、この不足分、すなわち、
Δev”−(Sv_std−最低ISO感度)
に基づいて、シャッタ速度を算出する。したがって、この場合には、アンダ撮影は、適正露光の絞り値(Av_std)を用いて、算出したISO感度(=最低ISO感度)と、ここで算出したシャッタ速度に従って露出制御される。
On the other hand, if the result of determination in step S9 is that the difference value of ISO sensitivity is not greater than the exposure step width on the under side, the under exposure ISO sensitivity is calculated (S13). Here, the lowest ISO sensitivity is the ISO sensitivity for underexposure. Subsequently, the shutter speed for underexposure is calculated (S15). In step S13, the ISO sensitivity is set to the minimum ISO sensitivity, but there is an exposure step that is insufficient with this setting. So this shortage, ie
Δev ″ − (Sv_std−minimum ISO sensitivity)
Based on the above, the shutter speed is calculated. Therefore, in this case, under photographing is controlled according to the calculated ISO sensitivity (= lowest ISO sensitivity) and the shutter speed calculated here, using the aperture value (Av_std) for proper exposure.

ステップS11においてアンダ露光ISO感度を算出すると、またはステップS15においてアンダ露光シャッタ速度を算出すると、またはステップS17においてアンダ露光シャッタ速度を算出すると、次に、異露光撮影を行う(S19)。ここでは、ステップS3において算出された適正露光を得るための撮影条件、ステップS5において算出されたオーバ露光を得るための撮影条件、ステップS11、S13、S15、S17において算出されたアンダ露光を得るための撮影条件にしたがって、ステップS1において読み込んだ露出段差のある3枚の撮影を、順次、行う。   When the underexposure ISO sensitivity is calculated in step S11, the underexposure shutter speed is calculated in step S15, or the underexposure shutter speed is calculated in step S17, next exposure shooting is performed (S19). Here, the shooting conditions for obtaining the appropriate exposure calculated in step S3, the shooting conditions for obtaining the overexposure calculated in step S5, and the underexposure calculated in steps S11, S13, S15, and S17 are obtained. According to the shooting conditions, the three images with the exposure steps read in step S1 are sequentially taken.

異露光撮影を行うと、次に、明るさ調整処理を行う(S21)。前述したように、複数枚HDR撮影では、画像毎の明るさが異なると、位置合わせが困難になることから、合成前に、明るさ調整処理を行って画像毎の明るさを合わせている。ここでは、図4を用いて説明したように、3枚の画像の平均輝度値が一致するように画像処理を行う。   Once the different exposure shooting is performed, next, brightness adjustment processing is performed (S21). As described above, in multiple HDR shooting, if the brightness of each image is different, alignment becomes difficult. Therefore, brightness adjustment processing is performed before synthesis to adjust the brightness of each image. Here, as described with reference to FIG. 4, image processing is performed so that the average luminance values of the three images match.

明るさ調整処理を行うと、次に、位置合わせ合成処理を行う(S23)。画像に動く被写体が含まれている場合には、単に明るさに応じて合成したのでは、二重像が発生してしまう。そのため、画像から動く被写体を検出し、その付近では合成を控えることにより、二重像の発生を抑えている。そこで、位置合わせ処理により、動く被写体領域を検出し、その情報に基づき合成処理を行っている。   Once brightness adjustment processing has been performed, alignment composition processing is then performed (S23). When the moving subject is included in the image, if the image is simply synthesized according to the brightness, a double image is generated. For this reason, the generation of double images is suppressed by detecting a moving subject from the image and refraining from synthesis in the vicinity thereof. Therefore, the moving subject area is detected by the alignment process, and the synthesis process is performed based on the information.

位置合わせ合成処理を行うと、次に、現像処理を行う(S25)。ここでは、ステップS23における位置合わせ合成処理の結果を用いて、明部の飛び際を残しつつ、全体の明るさを適正相当に持ち上げることで、白飛び、黒潰れのない、ダイナミックレンジの広い画像を生成している(図5の(c)(d)参照)。   Once the alignment composition process has been performed, the development process is performed (S25). Here, by using the result of the alignment composition processing in step S23, an image with a wide dynamic range without whiteout or blackout is obtained by appropriately raising the overall brightness while leaving the bright part out of focus. (See (c) and (d) of FIG. 5).

このように、本実施形態における複数枚HDR処理のフローでは、異露光撮影時のアンダ露光を行うにあたって、ISO感度を下げることを優先して露光量を制御している(S11、S13参照)。このため、シャッタ速度のみによって露光量を制御する場合に比較して、撮影画像間において、ノイズレベルの差を小さくすることができる(図9の説明参照)。ノイズレベルの差が小さくなると、明るさ調整を行う際に、位置合わせを正確に行うことができる。   As described above, in the flow of the multiple-sheet HDR processing in the present embodiment, when performing underexposure at the time of different exposure shooting, the exposure amount is controlled with priority given to lowering the ISO sensitivity (see S11 and S13). For this reason, compared with the case where the exposure amount is controlled only by the shutter speed, the difference in the noise level between the captured images can be reduced (see the description of FIG. 9). When the difference in noise level is reduced, alignment can be performed accurately when performing brightness adjustment.

また、本実施形態における複数枚HDR処理のフローでは、ISO感度を変更して露光量を制御する際に、ISO感度による露光量の調整量が露光量設定部の設定値に対して不足するときには(S9)、この不足する分をシャッタ速度の調整により補って露光量を調整している(S13、S15)。   Further, in the flow of the multiple-sheet HDR processing in the present embodiment, when the exposure amount is controlled by changing the ISO sensitivity, the adjustment amount of the exposure amount based on the ISO sensitivity is insufficient with respect to the setting value of the exposure amount setting unit. (S9) The amount of exposure is adjusted by compensating for the shortage by adjusting the shutter speed (S13, S15).

また、本実施形態における複数枚HDR処理のフローでは、複数コマの画像データによって表わされるそれぞれの画像の明るさを一致させるために、複数コマの画像データのレベル調整を行った後に(S21)、このレベル調整が行われた複数コマの画像データの位置合わせを行い(S23)、被写体の明るさに応じて、レベル調整が行われた複数コマの画像データの中から画素毎もしくは所定の領域毎に合成する部分の画像データを選択、もしくは重み付け加算処理をして合成画像データを生成している(S23)。例えば、所定輝度以下の暗い画像についてはオーバ露光の画像データ、所定輝度以上の明るい画像についてはアンダ露光の画像データ、それ以外の明るさの画像については適正露光の画像データを選択、あるいはその重み付けを大きくした合成を行うことで合成画像データを生成する。   Further, in the flow of the multiple-sheet HDR processing in the present embodiment, after the level adjustment of the image data of the plurality of frames is performed in order to match the brightness of each image represented by the image data of the plurality of frames (S21), Position adjustment of the image data of the plurality of frames subjected to the level adjustment is performed (S23), and the image data of the plurality of frames subjected to the level adjustment is selected for each pixel or for each predetermined area according to the brightness of the subject. The image data of the part to be synthesized is selected or weighted addition processing is performed to generate synthesized image data (S23). For example, overexposure image data is selected for dark images with a predetermined brightness or lower, underexposure image data is selected for bright images with a predetermined brightness or higher, and image data with proper exposure is selected for images with other brightness, or weighting thereof. The composite image data is generated by performing the synthesis with a larger value.

次に、図9を用いて、本実施形態における位置合わせの効果について説明する。本実施形態においては、アンダ撮影を行う場合に、最低ISO感度に設定している(図8のS11、S13)。図9(a)は、このISO感度の調整を行わない場合を示し、図9(b)は、ISO感度の調整を行う場合を示す。すなわち、図9(a)は、従来と同様、シャッタ速度の調整のみによって異露光撮影を行う場合であり、図9(b)は本実施形態におけるシャッタ速度とISO感度の調整によって異露光撮影を行う場合を示す。   Next, the effect of alignment in this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, when under shooting is performed, the lowest ISO sensitivity is set (S11 and S13 in FIG. 8). FIG. 9A shows a case where the ISO sensitivity is not adjusted, and FIG. 9B shows a case where the ISO sensitivity is adjusted. That is, FIG. 9A shows a case where different exposure shooting is performed only by adjusting the shutter speed, as in the conventional case, and FIG. 9B shows that different exposure shooting is performed by adjusting the shutter speed and ISO sensitivity in the present embodiment. Indicates when to do.

図9(a)に示す例では、シャッタ速度Tvを、オーバ露光でtv−1、適正露光でtv、アンダ露光でtv+1としており、絞り値Avはいずれの露光でもav、ISO感度はいずれの露光でもsvとしている。これらの撮影条件によって、オーバ露光画像21a、適正露光画像22a、アンダ露光画像23が得られる。   In the example shown in FIG. 9A, the shutter speed Tv is set to tv-1 for overexposure, tv for proper exposure, tv + 1 for underexposure, and the aperture value Av is set to av for any exposure and ISO sensitivity for any exposure. But sv. Under these photographing conditions, an overexposed image 21a, a proper exposed image 22a, and an underexposed image 23 are obtained.

明るさ調整は、前述したように、アンダ露光で撮影した画像を基準とし、アンダ露光の画像にオーバ露光および適正露光で撮影した画像の明るさを合わせるように調整する。これらの明るさ調整によって、オーバ露光画像21b、適正露光画像22bが得られる。このときのノイズレベルの差は次のようになる。
・アンダ露光画像23と適正露光画像22bのノイズレベルの差:
1−1/2=1/2
・アンダ露光画像23とオーバ露光画像21bのノイズレベルの差:
1−1/4=3/4
As described above, the brightness adjustment is performed using the image captured by underexposure as a reference and adjusting the brightness of the image captured by overexposure and appropriate exposure to the underexposure image. By adjusting the brightness, an overexposed image 21b and a proper exposed image 22b are obtained. The noise level difference at this time is as follows.
Difference in noise level between the underexposure image 23 and the proper exposure image 22b:
1-1 / 2 = 1/2
Difference in noise level between underexposed image 23 and overexposed image 21b:
1-1 / 4 = 3/4

図9(b)に示す例では、シャッタ速度Tvを、オーバ露光でtv−1、適正露光でtv、アンダ露光でtvとしている。またISO感度Svを、オーバ露光および適正露光でsv、アンダ露光でsv−1とし、絞り値Avはいずれの露光でもavとしている。これらの撮影条件によって、オーバ露光画像31a、適正露光画像32a、アンダ露光画像33が得られる。   In the example shown in FIG. 9B, the shutter speed Tv is tv-1 for overexposure, tv for proper exposure, and tv for underexposure. The ISO sensitivity Sv is sv for overexposure and proper exposure, sv-1 for underexposure, and the aperture value Av is av for both exposures. Under these photographing conditions, an overexposure image 31a, a proper exposure image 32a, and an underexposure image 33 are obtained.

図9(a)の場合と同様、アンダ露光画像を基準にして、明るさ調整によって、オーバ露光画像31b、適正露光画像32bが得られる。このときのノイズレベルの差は次のようになる。
・アンダ露光画像33と適正露光画像32bのノイズレベルの差:
1/2−1/2=0
・アンダ露光画像23とオーバ露光画像21bのノイズレベルの差:
1/2−1/4=1/4
As in the case of FIG. 9A, the overexposure image 31b and the proper exposure image 32b are obtained by adjusting the brightness with the underexposure image as a reference. The noise level difference at this time is as follows.
Difference in noise level between the underexposure image 33 and the proper exposure image 32b:
1 / 2-1 / 2 = 0
Difference in noise level between underexposed image 23 and overexposed image 21b:
1 / 2-1 / 4 = 1/4

このように、ISO感度の調整を行わない場合に比較し、本実施形態のようにISO感度の調整を行うとノイズレベルの差は小さくなる。すなわち、アンダ露光画像と適正露光画像のノイズレベルの差は、1/2から0に低下し、またアンダ露光画像とオーバ露光画像のノイズレベルの差は、3/4から1/4に低下している。この結果、明るさ調整をした際の画像ノイズレベルの差が小さくなり、このため、本実施形態においては、位置合わせ精度が向上する。   As described above, when the ISO sensitivity is adjusted as in this embodiment, the difference in noise level is smaller than when the ISO sensitivity is not adjusted. That is, the noise level difference between the underexposure image and the proper exposure image decreases from 1/2 to 0, and the noise level difference between the underexposure image and the overexposure image decreases from 3/4 to 1/4. ing. As a result, the difference in the image noise level when the brightness is adjusted is reduced. Therefore, in this embodiment, the alignment accuracy is improved.

次に、本実施形態におけるダイナミックレンジの拡大効果について、図10を用いて説明する。図10(a)は、適正露光で撮影した画像であり、図10(b)はアンダ露光で撮影した画像であり、図10(c)はオーバ露光で撮影した画像である。また、図10(d)は適正露光で撮影した画像の輝度分布を示し、図3(d)と同様に、ノイズに埋もれた暗部領域(黒潰れ領域)R1、適正画像のダイナミックレンジD2、画素の飽和によりクリップされた明部領域(白飛び領域)R2に分かれる。   Next, the dynamic range expansion effect in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10A shows an image shot with appropriate exposure, FIG. 10B shows an image shot with underexposure, and FIG. 10C shows an image shot with overexposure. FIG. 10 (d) shows the luminance distribution of an image taken with appropriate exposure. Similar to FIG. 3 (d), the dark area (blackout area) R1 buried in noise, the dynamic range D2 of the appropriate image, and pixels Is divided into bright areas (out-of-white areas) R2 clipped.

図10(e)は、アンダ露光で撮影した画像の輝度分布を示し、ノイズに埋もれた暗部領域(黒潰れ領域)R1’と、アンダ画像のダイナミックレンジD2’とに分かれる。アンダ露光の撮影では、前述したように、ISO感度Svが、適正露光の撮影の場合とは異なることから、暗部領域R1と暗部領域R1’におけるノイズレベルが異なる。   FIG. 10E shows the luminance distribution of an image captured by underexposure, and is divided into a dark area (blackout area) R1 'buried in noise and a dynamic range D2' of the underimage. In under-exposure shooting, as described above, since the ISO sensitivity Sv is different from that in proper exposure shooting, the noise levels in the dark area R1 and the dark area R1 'are different.

図10(f)は、オーバ露光で撮影した画像の輝度分布を示し、ノイズに埋もれた暗部領域(黒潰れ領域)R1、適正画像のダイナミックレンジD2、画素の飽和によりクリップされた明部領域(白飛び領域)R2”に分かれる。   FIG. 10F shows the luminance distribution of an image captured by overexposure. The dark area (blackout area) R1 buried in noise, the dynamic range D2 of the appropriate image, and the bright area clipped by pixel saturation ( It is divided into whiteout areas R2 ″.

このように、本実施形態においては、適正露光およびオーバ露光に対して、アンダ露光では、ISO感度が異なるため、ノイズレベルが異なっており、図10に示す例では、ノイズレベルが1段分、異なっている。   As described above, in the present embodiment, the ISO sensitivity is different in the underexposure with respect to the proper exposure and overexposure, and therefore the noise level is different. In the example shown in FIG. Is different.

次に、本実施形態における明るさ調整について、図11を用いて説明する。図11(a)は、適正露光で撮影した画像であり、図11(b)はアンダ露光で撮影した画像であり、図11(c)はオーバ露光で撮影した画像である。図11(d)〜(f)は、それぞれ適正露光、アンダ露光、オーバ露光で撮影した画像の輝度分布である。   Next, brightness adjustment in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11A shows an image taken with appropriate exposure, FIG. 11B shows an image taken with underexposure, and FIG. 11C shows an image taken with overexposure. FIGS. 11D to 11F show the luminance distributions of images taken with appropriate exposure, underexposure, and overexposure, respectively.

明るさ調整は、前述したように、アンダ露光で撮影した画像の平均輝度Bv_ave2を基準に、他の適正露光とオーバ露光で撮影した画像の平均輝度Bv_ave1、Bv_ave3を一致させるように調整している。適正露光の撮影画像の輝度分布の暗部領域R1’と、アンダ露光の撮影画像の輝度分布の暗部領域R1’では、ISO感度の違いによる暗部ノイズレベルの違いが、明るさ調整により無くなる、もしくは小さくなる。   As described above, the brightness adjustment is performed so that the average luminances Bv_ave1 and Bv_ave3 of the images photographed by overexposure and the other appropriate exposures coincide with each other based on the average luminance Bv_ave2 of the images photographed by the underexposure. . In the dark area R1 ′ of the brightness distribution of the captured image of the appropriate exposure and the dark area R1 ′ of the brightness distribution of the image of the under exposure, the difference in the dark noise level due to the difference in ISO sensitivity is eliminated or reduced by the brightness adjustment. Become.

また、アンダ露光の撮影画像の輝度分布の暗部領域R1’と、オーバ露光の撮影画像の輝度分布の暗部領域R1”では、明るさ調整により暗部ノイズレベルが異なっている。このように、明るさ調整処理により画像の明るさを一致させた状態では、従来の方式(Tv値のみ変化させる複数枚HDR)に比べ、アンダ露出と適正露出、及びアンダ画像とオーバ画像のノイズレベルの差は小さくなる。   In addition, the dark portion noise level differs between the dark portion region R1 ′ of the luminance distribution of the under-exposure photographed image and the dark portion region R1 ″ of the luminance distribution of the over-exposure picked-up image by brightness adjustment. In the state where the brightness of the image is matched by the adjustment process, the difference in the noise level between the underexposure and the proper exposure and the underimage and the over image is smaller than in the conventional method (multiple HDRs that change only the Tv value). .

次に、本実施形態における位置合わせについて、図12(a)(b)を用いて説明する。本実施形態においては、被写体の動きと被写体の輝度を考慮して位置合わせを行っている。図12(a)は、合成画像を示し、図12(b)は合成画像の輝度分布を示す。図9を用いて説明したように、本実施形態においては、ノイズレベルの差を小さくしたことから、位置合わせ精度が向上している。合成画像のダイナミックレンジD3の明るい領域については、アンダ画像の明部領域を適用することにより、白飛びを改善している。また合成画像のダイナミックレンジD3の暗部側にある暗部領域については、オーバ画像の暗部領域を適用することにより、黒潰れを改善している。   Next, the alignment in this embodiment is demonstrated using FIG. 12 (a) (b). In the present embodiment, alignment is performed in consideration of the movement of the subject and the luminance of the subject. FIG. 12A shows a composite image, and FIG. 12B shows the luminance distribution of the composite image. As described with reference to FIG. 9, in this embodiment, since the noise level difference is reduced, the alignment accuracy is improved. For the bright area of the dynamic range D3 of the composite image, the bright area is improved by applying the bright area of the under image. In addition, for the dark part area on the dark part side of the dynamic range D3 of the composite image, the black crushing is improved by applying the dark part area of the over image.

次に、本実施形態における現像処理について、図12(c)(d)を用いて説明する。前述したように、合成結果、アンダ露出と同じ平均輝度となっているため、最後に現像処理により、明部の階調を残しつつ、平均輝度を適正露光の画像と同等レベルまで持ち上げる階調変換処理を行うと同時に現像処理を行っている。合成画像の暗部には、オーバ画像の暗部が適用され、明部には、アンダ画像の明部が適用されるため、従来の方式(Tv値のみ変化させる複数枚HDR)と同様にダイナミックレンジ拡大効果が得られる。さらに、前述したように、ノイズレベルの差を小さくしたことにより位置合わせ精度が向上し、高感度での複数枚HDRが可能となる。   Next, the development processing in the present embodiment will be described with reference to FIGS. As described above, since the average brightness is the same as the underexposure as a result of the synthesis, the tone conversion that finally raises the average brightness to the same level as the image of the appropriate exposure while leaving the tone of the bright part by development processing. Development processing is performed simultaneously with processing. Since the dark part of the over image is applied to the dark part of the composite image and the bright part of the under image is applied to the bright part, the dynamic range is expanded in the same manner as in the conventional method (multiple HDRs that change only the Tv value). An effect is obtained. Furthermore, as described above, by reducing the difference in noise level, the alignment accuracy is improved, and a plurality of HDRs with high sensitivity becomes possible.

すなわち、図12(d)において、明るさ調整による暗部ノイズレベルの違いを利用し、暗部のダイナミックレンジD21に拡大している。また、アンダ撮影による画素の飽和改善効果を利用し、明部のダイナミックレンジD22に拡大している。   That is, in FIG. 12D, the dark portion dynamic range D21 is expanded using the difference in the dark portion noise level due to the brightness adjustment. Further, the effect of improving the saturation of pixels by under-shooting is used to expand to the dynamic range D22 in the bright part.

以上説明したように、本発明の一実施形態においては、露光量制御部は、アンダ撮影においてはISO感度を下げることを優先して露出制御行うようにしている。このため、画像をHDR技術によって合成する際に、ノイズレベルの差が小さくすることができ、合成の際の位置合わせを正確に行うことができる。   As described above, in one embodiment of the present invention, the exposure control unit performs exposure control with priority given to lowering the ISO sensitivity in under shooting. For this reason, when the images are combined by the HDR technique, the difference in noise level can be reduced, and the alignment at the time of combining can be performed accurately.

次に、本発明の一実施形態における複数枚HDR処理の変形例を図13および図14を用いて説明する。本発明の一実施形態においては、適正露光の撮影条件を基準として、増感し、手ブレを抑えた手持ち撮影を行っていた。これに対して、本変形例においては、適正露光とずれた露光量を基準として増感し、手ブレを抑えた手持ち撮影を行うようにしている。また、本発明の一実施形態においては、露光段差のある異露光撮影にあたっては3枚の画像を撮影していた。これに対して、本変形例においては、撮影枚数を可変にしている。   Next, a modified example of the multiple-sheet HDR processing in one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In one embodiment of the present invention, hand-held shooting with increased sensitivity and reduced camera shake is performed based on shooting conditions for proper exposure. On the other hand, in this modification, sensitization is performed on the basis of the exposure amount shifted from the appropriate exposure, and hand-held shooting with reduced camera shake is performed. In one embodiment of the present invention, three images are taken for different exposure photography with an exposure step. On the other hand, in this modification, the number of shots is variable.

図13に示す複数枚HDR処理のフローに入ると、撮影枚数(N)の読み込みを行う(S31)。ここでは、合成する枚数を読み込む。この合成枚数は、メニュー画面等において、ユーザが設定可能とする。設定が無い場合には、デフォルト値の枚数が読みこまれる。   When the flow of the multiple-sheet HDR process shown in FIG. 13 is entered, the number of shots (N) is read (S31). Here, the number of sheets to be combined is read. This composite number can be set by the user on a menu screen or the like. If there is no setting, the default value is read.

撮影枚数(N)を読み込むと、次に、露光段差設定読み込みを行う(S33)。露光段差としては、例えば、撮影枚数N=5が設定されている場合には、−2ev、−1ev、±0ev、+1ev、+2evが読み込まれる。   Once the number of shots (N) is read, exposure step setting reading is performed (S33). For example, when the number of shots N = 5 is set, −2ev, −1ev, ± 0ev, + 1ev, + 2ev is read as the exposure step.

露光段差を読み込むと、次に、増感基準露光段差(ΔEv_base)を読み込む(S35)。この増感基準段差とは、例えば、5枚の露光段差(−2ev、−1ev、±0ev、+1ev、+2ev)のうち、増感する際の基準とする露光段差であり、ここでは、仮に+1evが設定されたものとして、説明する。なお、段差は適宜、ユーザが設定できるようにしてもよい。   Once the exposure step is read, the sensitization reference exposure step (ΔEv_base) is read (S35). This sensitization reference step is, for example, an exposure step used as a reference for sensitization among five exposure steps (-2ev, -1ev, ± 0ev, + 1ev, + 2ev). It is assumed that is set. Note that the step may be appropriately set by the user.

増感基準露光段差を読み込むと、次に、増感基準露光段差での撮影条件を算出する(S37)。前述した本発明の一実施形態においては、適正露光を基準としていたが、本変形例では、適正露光以外を基準としてもよい。ここでの例では、+1evが増感基準露光段差とし、+1evでの撮影条件を算出し、算出されたシャッタ速度、絞り値、ISO感度値を、それぞれTv_base、Av_base、Sv_baseとする。   Once the sensitization reference exposure step is read, the photographing condition at the sensitization reference exposure step is calculated (S37). In the embodiment of the present invention described above, the proper exposure is used as a reference. However, in this modification, a reference other than the proper exposure may be used. In this example, +1 ev is the sensitized reference exposure step, the photographing conditions at +1 ev are calculated, and the calculated shutter speed, aperture value, and ISO sensitivity value are Tv_base, Av_base, and Sv_base, respectively.

増感基準露光段差での撮影条件を算出すると、次に、カウント用の変数(i)を初期化(i=1)とする(S39)。そして、i枚目の露光段数が露光段差ΔEv_baseよりも大きいか否か(i枚目の露光段数>ΔEv_base)を判定する(S41)。   Once the shooting conditions at the sensitization reference exposure step are calculated, the counting variable (i) is initialized (i = 1) (S39). Then, it is determined whether or not the i-th exposure step number is larger than the exposure step ΔEv_base (i-th exposure step number> ΔEv_base) (S41).

ステップS41における判定において、例えば、1枚目の露光差が+2evであれば、ΔEv_base(=+1ev)よりも大きいために、ステップS43に進む。一方、1枚目の露光差が−2evであれば、ΔEv_base(=+1ev)よりも大きくないために、ステップS45に進む。   In the determination in step S41, for example, if the exposure difference of the first sheet is + 2ev, it is larger than ΔEv_base (= + 1ev), so the process proceeds to step S43. On the other hand, if the exposure difference of the first sheet is −2ev, since it is not larger than ΔEv_base (= + 1ev), the process proceeds to step S45.

ステップS41における判定の結果、i枚目の露光段数がΔEv_baseよりも大きい場合には、i枚目の撮影でのシャッタ速度を算出する(S43)。ここでは、ステップS37において算出した撮影条件に対して、シャッタ速度のみを露光差に応じて変更したものを、i枚目の撮影条件とする。   If the result of determination in step S41 is that the i-th exposure step number is greater than ΔEv_base, the shutter speed for i-th shooting is calculated (S43). Here, the imaging condition calculated in step S37 is obtained by changing only the shutter speed according to the exposure difference as the i-th imaging condition.

一方、ステップS41における判定の結果、i枚目の露光段数がΔEv_baseよりも大きくない場合には、次に、i枚目の露光段数がΔEv_baseよりも小さいか否かを判定する(S45)。例えば、1枚目の露光差が−2evであれば、ΔEv_base(+1ev)よりも小さいため、ステップS47に進む。一方、1枚目の露光差が+1evであれば、ΔEv_base(+1ev)と等しく、既にステップS37において撮影条件を算出しているために、何もせず、そのままステップS49に進む。   On the other hand, if the result of determination in step S41 is that the i-th exposure step number is not greater than ΔEv_base, it is next determined whether or not the i-th exposure step number is smaller than ΔEv_base (S45). For example, if the exposure difference of the first sheet is −2ev, since it is smaller than ΔEv_base (+ 1ev), the process proceeds to step S47. On the other hand, if the exposure difference of the first sheet is +1 ev, it is equal to ΔEv_base (+1 ev), and since the photographing condition has already been calculated in step S37, nothing is done and the process proceeds to step S49.

ステップS47に進む場合は、i枚目の露光段数がΔEv_baseより小さい場合である。この場合には、図8と同様に、最低ISO感度や、最低ISO感度との差分に応じて、ISO感度やシャッタ速度を算出する。このステップS47におけるi枚目の撮影での撮影条件算出の詳しい動作については、図14を用いて後述する。   The process proceeds to step S47 when the i-th exposure stage number is smaller than ΔEv_base. In this case, as in FIG. 8, the ISO sensitivity and the shutter speed are calculated according to the minimum ISO sensitivity and the difference from the minimum ISO sensitivity. Detailed operation of the shooting condition calculation for the i-th shot in step S47 will be described later with reference to FIG.

ここまでの処理により、i枚目の撮影条件が算出されたために、変数(i)をインクリメントする(S49)。   Since the i-th shooting condition has been calculated by the processing so far, the variable (i) is incremented (S49).

そして、このインクリメントした変数iが、撮影枚数Nより大きいか否かを判定する(S51)。この判定の結果、変数iが撮影枚数Nより大きくない場合には、全ての撮影の撮影条件が算出されていないことから、ステップS41に戻り、撮影条件の算出を続行する。   Then, it is determined whether or not the incremented variable i is larger than the number of shots N (S51). If the result of this determination is that the variable i is not greater than the number of shots N, the shooting conditions for all shooting have not been calculated, and the process returns to step S41 to continue calculating shooting conditions.

ステップS51における判定の結果、変数iが撮影枚数Nより大きくなると、全ての撮影の撮影条件が算出されたので、ステップS53に進み異露光撮影を行う。ステップS53〜S59における処理は、図8のフローにおけるステップS19〜S25と同様であることから、説明は省略する。   If the result of determination in step S51 is that the variable i is greater than the number of shots N, the shooting conditions for all shooting have been calculated, and processing proceeds to step S53 where different exposure shooting is performed. The processing in steps S53 to S59 is the same as steps S19 to S25 in the flow of FIG.

次に、ステップS47のi枚目の撮影での撮影条件の算出について、図14を用いて説明する。このフローに入ると、まず、i枚目の露光段差とΔEv_baseとの差分段数(Δev_i)を算出する(S61)。例えば、i枚目の露光段差が−2evの場合には、差分段差は「(+1)−(−2)」より+3evとなる。   Next, calculation of shooting conditions for the i-th shot in step S47 will be described with reference to FIG. If this flow is entered, first, a difference step number (Δev_i) between the i-th exposure step and ΔEv_base is calculated (S61). For example, if the i-th exposure step is −2ev, the difference step is + 3ev from “(+1) − (− 2)”.

次に、増感基準露光段差でのISO感度Sv_baseが最低ISO感度よりも大きいか否かを判定する(S63)。このISO感度Sv_baseは、ステップS37において算出された値である。   Next, it is determined whether or not the ISO sensitivity Sv_base at the sensitization reference exposure step is larger than the lowest ISO sensitivity (S63). This ISO sensitivity Sv_base is the value calculated in step S37.

ステップS63における判定の結果、Sv_baseと最低ISO感度が同じであれば、i枚目の撮影でのシャッタ速度を算出する(S73)。ここでは、ステップS37にて算出した撮影条件に対して、シャッタ速度のみを露光差に応じて変更したものを、i枚目の撮影条件とする。   If the result of determination in step S63 is that the minimum ISO sensitivity is the same as Sv_base, the shutter speed at the i-th shooting is calculated (S73). Here, the shooting condition calculated in step S37 is obtained by changing only the shutter speed in accordance with the exposure difference as the i-th shooting condition.

一方、ステップS63における判定の結果、Sv_baseが最低感度よりも大きい場合には、次に、Sv_baseと最低ISO感度の差分がΔev_iより大きいか否かを判定する(S65)。Δev_iは、ステップS61において算出したi枚目の露光段差とΔEv_baseとの差分段差である。   On the other hand, if the result of determination in step S63 is that Sv_base is greater than the minimum sensitivity, it is next determined whether or not the difference between Sv_base and the minimum ISO sensitivity is greater than Δev_i (S65). Δev_i is a difference step between the i-th exposure step calculated in step S61 and ΔEv_base.

ステップS65における判定の結果、Sv_baseと最低ISO感度の差分が差分段差Δev_iよりも大きい場合には、i枚目の撮影でのISO感度を算出する(S67)。ここでは、ステップS37にて算出した撮影条件に対して、ISO感度のみを露光差に応じて変更したものを、i枚目の撮影条件とする。   As a result of the determination in step S65, if the difference between Sv_base and the lowest ISO sensitivity is larger than the difference step Δev_i, the ISO sensitivity in the i-th shooting is calculated (S67). Here, the imaging condition calculated in step S37 is obtained by changing only the ISO sensitivity according to the exposure difference as the i-th imaging condition.

一方、ステップS65における判定の結果、Sv_baseと最低ISO感度の差分が差分段差Δev_iよりも大きくない場合には、最初にISO感度を最低ISO感度に設定し(S69)、残りの不足分をシャッタ速度の変更によって補うように撮影条件を算出する(S71)。   On the other hand, if the result of determination in step S65 is that the difference between Sv_base and the minimum ISO sensitivity is not greater than the difference step Δev_i, the ISO sensitivity is first set to the minimum ISO sensitivity (S69), and the remaining shortage is set to the shutter speed. The photographing conditions are calculated so as to be compensated by the change of (S71).

ステップS67においてi枚目の撮影でのISO感度を算出すると、またはステップS71においてi枚目の撮影でのシャッタ速度を算出すると、またはステップS73においてi枚目の撮影でのシャッタ速度を算出すると、元のフローに戻る。   When the ISO sensitivity for the i-th shooting is calculated in step S67, the shutter speed for the i-th shooting is calculated in step S71, or the shutter speed for the i-th shooting is calculated in step S73, Return to the original flow.

このように、本発明の一実施形態の変形例においては、増感基準露光段差(ΔEv_base)を基準として増感し、手ブレを抑えた手持ち撮影を行うようにしている。適正露光以外を基準にした増感であっても、本変形例においては、位置合わせ精度を確保した合成処理が可能となる。   As described above, in the modification of the embodiment of the present invention, sensitization is performed based on the sensitization reference exposure step (ΔEv_base), and handheld shooting with reduced camera shake is performed. Even in the case of sensitization based on a reference other than the proper exposure, in this modification, it is possible to perform a composition process that ensures alignment accuracy.

以上説明したように、本発明の一実施形態や変形例においては、露光量制御部は、少なくとも1回の撮像においてISO感度を変更して露光量を制御して撮像を行うようにしている。このため、画像をHDR技術によって合成する際に、ノイズレベルの差を小さくすることができる(図9、図11参照)。   As described above, in one embodiment or a modification of the present invention, the exposure amount control unit changes the ISO sensitivity and controls the exposure amount to perform imaging at least once. For this reason, when the images are synthesized by the HDR technique, the difference in noise level can be reduced (see FIGS. 9 and 11).

なお、本発明の一実施形態や変形例において示した露光段差等の数値は、例示であり、これとは異なる数値を設定するようにしてもよいことは勿論である。   It should be noted that the numerical values such as the exposure step shown in the embodiment and modification of the present invention are examples, and it is needless to say that numerical values different from this may be set.

また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォーンや携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assist)、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、複数コマの画像データを合成することにより広ダイナミックレンジの画像を得るために、異なる露光量で連続して同一被写体に関する複数回の撮像を行う機器であれば、本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the digital camera is used as the photographing device. However, the camera may be a digital single-lens reflex camera or a compact digital camera, and may be used for moving images such as video cameras and movie cameras. It may be a camera, or may be a camera built into a mobile phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), a game machine, or the like. In any case, in order to obtain a wide dynamic range image by synthesizing a plurality of frames of image data, the present invention is applied to any device that continuously captures images of the same subject at different exposure amounts. can do.

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   In addition, regarding the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if it is described using words expressing the order such as “first”, “next”, etc. It does not mean that it is essential to implement in this order.

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, you may delete some components of all the components shown by embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

100・・・カメラ本体、101・・・メカシャッタ、103・・・撮像素子、105・・・アナログ処理部、107・・・A/D変換部、109・・・バス、111・・・画像処理部、111a・・・WB補正部、111b・・・同時化処理部、111c・・・色再現処理部、111d・・・NR処理部、113・・・AE処理部、115・・・AF処理部、117・・・AWB処理部、119・・・JPEG処理部、121・・・マイクロコンピュータ、123・・・操作部、125・・・フラッシュメモリ、127・・・SDRAM、129・・・メモリI/F、131・・・記録媒体、133・・・LCDドライバ、135・・・LCD、200・・・交換式レンズ、201・・・撮影レンズ、203・・・絞り、205・・・ドライバ、207・・・マイクロコンピュータ、209・・・フラッシュメモリ、999・・・I/F DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Camera body, 101 ... Mechanical shutter, 103 ... Image sensor, 105 ... Analog processing part, 107 ... A / D conversion part, 109 ... Bus, 111 ... Image processing , 111a... WB correction unit, 111b... Synchronization processing unit, 111c... Color reproduction processing unit, 111d... NR processing unit, 113. , 117 ... AWB processing unit, 119 ... JPEG processing unit, 121 ... microcomputer, 123 ... operation unit, 125 ... flash memory, 127 ... SDRAM, 129 ... memory I / F, 131 ... recording medium, 133 ... LCD driver, 135 ... LCD, 200 ... interchangeable lens, 201 ... photographing lens, 203 ... diaphragm, 205 ... dora Bas, 207 ... micro computer, 209 ... flash memory, 999 ··· I / F

Claims (5)

複数コマの画像データを合成することにより広ダイナミックレンジの画像を得るために、異なる露光量で連続して同一被写体に関する複数回の撮像を行う撮像装置において、
上記複数回のそれぞれの撮像における露光量を決めるためのパラメータを設定する露光量設定部と、
上記複数回の撮像により複数コマの画像データを生成する撮像部と、
上記露光量設定部により設定された上記パラメータに基づいて、上記複数回の撮像における露光量を制御する露光量制御部と、
上記複数コマの画像データを基に、単一画像より広いダイナミックレンジを有する合成画像データを生成する画像処理部と、
を備え、
上記露光量設定部は、複数回の撮像のうちの1枚を基準として、その基準よりも少ない露光量で撮影する場合はISO感度を下げることを特徴とする撮像装置。
In order to obtain an image with a wide dynamic range by synthesizing image data of a plurality of frames, in an imaging apparatus that performs imaging multiple times for the same subject continuously with different exposure amounts,
An exposure amount setting unit for setting a parameter for determining an exposure amount in each of the plurality of times of imaging,
An imaging unit that generates image data of a plurality of frames by the plurality of times of imaging,
An exposure amount control unit that controls an exposure amount in the plurality of times of imaging based on the parameters set by the exposure amount setting unit;
An image processing unit that generates composite image data having a wider dynamic range than a single image based on the image data of the plurality of frames;
With
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount setting unit lowers the ISO sensitivity when photographing with an exposure amount smaller than the reference with one of a plurality of times of imaging as a reference.
上記露光量設定部は、複数の撮像のうち基準とする1枚を適正露光となる露光量と異なる露光量とすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount setting unit sets an exposure amount different from an exposure amount for proper exposure to one of a plurality of images as a reference. 上記ISO感度を下げる際は、アナログ画像信号のゲイン調整により行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the ISO sensitivity is decreased by adjusting a gain of an analog image signal. 上記ISO感度を下げて露光量を制御する際に、上記ISO感度による露光量の調整量だけでは不足するとき、この不足する分をシャッタ速度の調整により補って露光量を調整することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   When controlling the exposure amount by lowering the ISO sensitivity, if the adjustment amount of the exposure amount based on the ISO sensitivity is insufficient, the insufficient amount is compensated by adjusting the shutter speed to adjust the exposure amount. The imaging device according to claim 1. 上記画像処理部は、上記複数コマの画像データによって表わされるそれぞれの画像の明るさを一致させるために、該複数コマの画像データのレベル調整を行った後に、該レベル調整が行われた該複数コマの画像データの位置合わせを行い、該レベル調整が行われた複数コマの画像データを基に、単一画像より広いダイナミックレンジを有する合成画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The image processing unit performs the level adjustment of the image data of the plurality of frames in order to match the brightness of each image represented by the image data of the plurality of frames, and then performs the level adjustment of the plurality of images. The composite image data having a dynamic range wider than that of a single image is generated on the basis of the image data of a plurality of frames subjected to the level adjustment, by aligning the image data of the frames. The imaging device described.
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